Existe na natureza uma tendência de não se alterar o estado de movimento de um objeto, isto é, um objeto em repouso tende naturalmente a permanecer em repouso. Um objeto com velocidade constante tende a manter a sua velocidade constante.

Essa tendência natural de tudo permanecer como está é conhecida como inércia. No caso da Mecânica, essas observações a respeito do comportamento da natureza levou Newton a enunciar a sua famosa Lei da Inércia, que diz:


"Qualquer corpo em movimento retilíneo e uniforme (ou em repouso) tende a manter-se em movimento retilíneo e uniforme (ou em repouso)."

A Inércia nas brecadas


O exemplo mais simples, do ponto de vista da observação da inércia dos corpos, é aquele dos passageiros num veículo. Quando o veículo é brecado, os passageiros tendem a manter-se no seu estado de movimento. Por isso, as pessoas "vão para a frente" do ônibus quando este é brecado. Na realidade, a mudança do estado de movimento é apenas do ônibus. Os passageiros simplesmente tendem a manter-se como estavam. Da inércia resultam os ferimentos em acidentes no tráfego.

Colisão no Trânsito


O princípio da inércia explica por que as pessoas se ferem em acidentes automobilísticos. Conquanto os carros tenham suas velocidades reduzidas pela colisão, a tendência das pessoas é manterem-se em movimento. Daí resulta os corpos serem jogados contra o pára-brisas ou outras partes do carro. O uso do cinto de segurança tenta minimizar o efeito, fixando as pessoas ao veículo.

Encaixando o Martelo

 Pode-se tirar proveito da inércia. O exemplo mais simples é o encaixe do martelo batendo com o cabo contra a mesa. Uma vez em movimento, o martelo preferirá manter-se em movimento, facilitando o encaixe.

Constatação do efeito da inércia através do bloco suspenso

Você vai precisar de madeira, pregos, barbante, tubo de PVC para fazer os moldes dos pesos de 1kg e 5kg, pedaços de ferro para fazer os ganchos para as massas, concreto e apetrechos de carpinteiro e de pedreiro.

Construa um suporte como mostra a figura.
Esquema do sistema construído e descrito no texto.

O sistema consiste num suporte em madeira com formato de "U" invertido, com dimensões da ordem de 60cm de altura e 60cm de largura. Este suporte deve apresentar "pés" para que fique rigidamente na posição vertical. Um suporte (gancho) centrado na barra horizontal desta trave será usado para suspender o bloco.

Um banquinho com três pés e furo central é usado imediatamente abaixo do bloco para segurá-lo quando a cordinha superior se rompe. Como corda use barbante comercial. É usado um bastão na extremidade inferior da cordinha para facilitar a operação de puxar. Os blocos são feitos com tubos de PVC de diâmetros variados de, aproximadamente, 20g e são preenchidos com concreto, ao mesmo tempo que se chumbam ganchos para amarrar as cordinhas.

O experimento é feito puxando-se lentamente o bastão para baixo e observando qual das cordas se romperá primeiro. Quando o bloco tem grande massa (~10kg), observa-se que com grande facilidade a corda inferior é que se rompe, apesar de, em condiçòes estáticas, sempre a corda superior estar sujeita a uma tensão superior. No caso de grandes massas, só velocidades muito baixas de puxão é que causam o rompimento da cordinha superior.

Por outro lado, se colocarmos uma pequena massa no bloco (~2kg), quase que para qualquer velocidade com que puxamos haverá o rompimento da cordinha superior. Só puxões com velocidades altíssimas é que causarão o rompimento da cordinha inferior.

Para explicar esse comportamento de forma quantitativa, foi construído um modelo no qual as cordinhas se comportam como molas (de alta rigidez, é claro), que suportam um estiramento máximo após o qual ocorre a ruptura. A cordinha que atinge o estiramento máximo primeiro é que se romperá.

Se for considerado que a força F aplicada à corda aumenta linearmente com o tempo, F = t, onde é a taxa com que o bloco é puxado ou a "velocidade" do puxão.

Pode-se mostrar que se espera o comportamento descrito na figura abaixo para massas M e para coeficientes a diferentes. Existe um valor crítico de para cada massa c(M) que separa o espaço.

PROCEDIMENTO

Monte o sistema e faça repetições da observação para situações diferentes.

1. Monte a massa pequena e puxe lentamente a corda. Verifique qual corda arrebenta. Anote.
2. Monte a massa pequena e puxe rapidamente. Anote o resultado.
3. Repita os procedimentos 1 e 2 para a massa maior.
4. Vários alunos devem repetir a seqüência para tirar dúvidas quanto à reprodutibilidade.


Por: E-Física - CEPA