PUC Minas 2013 (Física II) — questão 32 de Física
Enunciado em texto
AS QUESTÕES 32 E 33 REFEREM-SE AO TEXTO A SEGUIR.
FORÇA ESTRANHA
[Figura: uma esfera representando a Terra, com o equador desenhado e uma seta do centro até o equador indicando o raio R; um boneco está de pé no alto da esfera.]
Com a Terra girando a quase 1700 km/h no equador, seria de se esperar que todos ficássemos enjoados, certo? Errado. Não é a velocidade que nos afeta, é a aceleração, como qualquer piloto de corridas pode confirmar. O giro “vagaroso” da Terra produz uma aceleração 100 vezes menor do que a experimentada num carrossel de um parque de diversões. Ainda assim, a rotação da Terra pode se fazer notar por seus habitantes, por meio do fenômeno chamado Força de Coriolis, que ganhou esse nome em homenagem ao físico e matemático Gaspard-Gustave Coriolis. Coriolis determinou que qualquer coisa que se mova em conjunto com um objeto em rotação vai perceber a realidade como se tivesse sido retirada do seu curso natural por uma força vinda sabe-se-lá de onde. Por exemplo, uma pessoa num carrossel girando que tente jogar uma bola numa cesta fixa do outro lado do carrossel, vai achar que a bola sempre é desviada do alvo por alguma “força estranha”. Essa tal “força estranha” não existe de fato. Qualquer um que olhe a cena de fora do carrossel vai perceber que o fenômeno é simplesmente o resultado do movimento da cesta, que se moveu em sua rotação enquanto a bola está no ar. Mas, para os que estão no carrossel, a força é bem real. Por isso, ela precisa ser levada em conta quando calculamos os percursos de objetos tão distintos como mísseis e furacões.
Adaptado do texto Robert Matthews. Revista Conhecer – Nº 33, março de 2012.
Considerando-se a velocidade de rotação da Terra informada no texto, uma pessoa na superfície não sente o efeito:
(A) porque a velocidade relativa é praticamente zero, devido à inércia.
(B) porque a força centrípeta é igual à força centrífuga.
(C) porque não há força centrípeta.
(D) devido à força da gravidade.
(Enunciado e figura: Vestibular PUC Minas 2013 — PUC Minas.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais (PUC Minas).
Resolução comentada
O que a questão pede: por que uma pessoa na superfície não sente o efeito da rotação da Terra, que gira a quase 1700 km/h no equador.
Passo 1 — qual seria o “efeito”. Para acompanhar a rotação, a pessoa faz uma curva e precisa de uma resultante centrípeta, apontando para o centro da Terra. Sem essa força, pela inércia, ela seguiria em linha reta pela tangente e se afastaria do chão: é a sensação de “ser jogado para fora” que se tem num carrossel.
Passo 2 — de quanto é essa aceleração. No equador, com v ≈ 1700 km/h ≈ 470 m/s e R ≈ 6,4 × 10⁶ m:
Isso é cerca de 0,4% de g. A gravidade (equilibrada em quase tudo pela normal do chão) fornece com enorme folga essa pequena força centrípeta: a pessoa fica presa ao chão, gira junto com a Terra e nada denuncia a rotação. É a resposta da banca, alternativa D.
Por que não as outras: (B) a força centrífuga não é uma força real que equilibre a centrípeta; num referencial inercial, a resultante sobre a pessoa é a centrípeta. (C) há força centrípeta, sim: sem ela a pessoa não acompanharia a rotação. (A) é a mais tentadora, mas, na leitura da banca, a inércia sozinha não mantém a pessoa girando junto com o chão; pela inércia ela sairia pela tangente. Quem mantém a velocidade relativa praticamente nula é a força que a puxa para o centro, a gravidade.
Atenção: a alternativa A também tem uma ideia correta, que o próprio texto destaca: “não é a velocidade que nos afeta, é a aceleração”. Como a pessoa, o chão e o ar se movem juntos, a velocidade relativa entre eles é quase zero, e velocidade constante não se sente. Quem leu a pergunta como “por que não sentimos a velocidade de 1700 km/h” tem bons motivos para marcar A. O gabarito oficial é a D: a banca entendeu “o efeito” como o efeito da rotação (a tendência de ser lançado para fora) e atribuiu à gravidade o papel de segurar a pessoa na trajetória circular. Publicamos a letra oficial, D.
⚠️ A armadilha: marcar a B, achando que “uma força cancela a outra”. Se a resultante fosse zero, a pessoa andaria em linha reta e sairia pela tangente; quem está em movimento circular tem resultante centrípeta diferente de zero.
A ideia em uma frase: a rotação da Terra exige uma aceleração centrípeta minúscula (cerca de 0,035 m/s²), e a gravidade a fornece com folga, mantendo-nos presos ao chão.
Resposta: alternativa D (devido à força da gravidade).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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