UEL 1° Fase 2017
Com base no diálogo entre Jon e Garfield, expresso na tirinha, e nas Leis de Newton para a gravitação universal, assinale a alternativa correta.
Jon quis dizer que Garfield precisa perder massa e não peso, ou seja, Jon tem a mesma ideia de um comerciante que usa uma balança comum.
Jon sabe que, quando Garfield sobe em uma balança, ela mede exatamente sua massa com intensidade definida em quilograma-força.
Jon percebeu a intenção de Garfield, mas sabe que, devido à constante de gravitação universal “g”, o peso do gato será o mesmo em qualquer planeta.
Quando Garfield sobe em uma balança, ela mede exatamente seu peso aparente, visto que o ar funciona como um fluido hidrostático.
Garfield sabe que, se ele for a um planeta cuja gravidade seja menor, o peso será menor, pois nesse planeta a massa aferida será menor.
Resolução
Para resolver o problema, precisamos distinguir massa de peso à luz da Lei da Gravitação Universal de Newton e entender o que realmente se mede em uma balança comum.
1. Massa × Peso
- Massa (m): quantidade de matéria do corpo; invariante, medida em quilograma (kg).
- Peso (P): força gravitacional exercida sobre a massa: \(P = m\,g\). Depende do campo gravitacional \(g\).
2. O que a balança mede?
Uma balança de banheiro ou de comércio mede, na verdade, a força com que a pessoa empurra o prato da balança (o peso). O mostrador é calibrado para converter essa força em kg, supondo \(g \approx 9{,}8\,\text{m/s}^2\); daí a confusão corrente de chamar o resultado de “massa”.
3. Analisando o diálogo
Jon deseja que Garfield emagreça. O verbo “perder peso” é usado no senso comum, mas fisicamente quem emagrece perde massa; peso mudaria apenas se \(g\) mudasse. Garfield, astuto, decide ir para um planeta onde a gravidade seja menor: sua massa permaneceria a mesma, mas o peso (força) diminuiria porque \(g\) seria menor.
4. Avaliação das alternativas
A alternativa que melhor reflete essa análise é a A: ela afirma que Jon quis dizer que Garfield deve reduzir massa, não peso, e compara isso ao raciocínio de alguém que utiliza uma balança comum (que confunde peso/massa).
Resposta: A
Dicas
Erros Comuns
Conceitos-chave
- Lei da Gravitação Universal: \(F = G\,\dfrac{m_1 m_2}{r^2}\).
- Aceleração da gravidade (g): depende do planeta (massa e raio). Terra: \(g \approx 9{,}8\,\text{m/s}^2\).
- Massa – quantidade de matéria (kg); Peso – força (N) que o planeta exerce: \(P = m g\).
- Balança comum: mede a força normal (peso) e converte em kg assumindo \(g\) constante.
