Em desenhos animados é comum vermos a personagem tentando impulsionar um barco soprando ar contra a vela para compensar a falta de vento. Algumas vezes usam o próprio fôlego, foles ou ventiladores. Estudantes de um laboratório didático resolveram investigar essa possibilidade. Para isso, usaram dois pequenos carros de plástico. A e B, instalaram sobre estes pequenas ventoinhas e fixaram verticalmente uma cartolina de curvatura parabólica para desempenhar uma função análoga à vela de um barco. No carro B inverteu-se o sentido da ventoinha e manteve-se a vela, a fim de manter as características do barco, massa e formato da cartolina.As figuras representam os carros produzidos. A montagem do carro A busca simular a situação dos desenhos animados, pois a ventoinha está direcionada para a vela.
Com os carros orientados de acordo com as figuras, os estudantes ligaram as ventoinhas, aguardaram o fluxo de ar ficar permanente e determinaram os módulos das velocidades médias dos carros A (VA) e B (VB) para o mesmo intervalo de tempo.
A respeito das intensidades das velocidades médias e do sentido de movimento do carro A, os estudantes observaram que:
- A
VA = 0; VB > 0; o carro A não se move.
- B
0 < VA < VB; o carro A se move para a direita.
gabarito - C
0 < VA < VB; o carro A se move para a esquerda.
- D
0 < VB < VA; o carro A se move para a direita.
- E
0 < VB < VA; o carro A se move para a esquerda.
Resolução
Essa questão é caracterizada por ser a parte da física que estuda os movimentos, ou seja, cinemática é a parte da Mecânica que descreve o movimento, determinando a posição, a velocidade e a aceleração de um corpo em cada instante. Desse modo, podemos resolver essa questão:
Com o ventilador virado para a vela, a força que o vento faz na vela é igual à força que a vela faz no vento sobre o ventilador, de acordo com a terceira lei de Newton. Dessa forma, a resultante de forças se anula por ser forças internas de módulos iguais. Já na situação com o ventilador contrária à vela, o ventilador empurra o ar para trás e o ar empurra o ventilador para frente, fazendo com o barco entre em movimento.