Questão resolvida envolvendo dinâmica de avião em voo, da Emescam

(Emescam/2022-2) Um pequeno avião voa na horizontal para a esquerda, em equilíbrio dinâmico. Sobre o avião atuam quatro forças. Na direção vertical, há a força peso, devido ao campo gravitacional da Terra, e a força de sustentação, que ocorre em função da diferença de pressão do ar entre a parte inferior e superior das asas. Já na direção horizontal, existe a força motora, que impulsiona o avião para frente, e a força de arrasto, que se apresenta em sentido contrário ao movimento do avião.
Considerando essa situação, assinale a alternativa que descreve uma análise correta a respeito da dinâmica do movimento do avião.
A) O avião está em equilíbrio dinâmico porque a força que a hélice realiza sobre o ar é igual, em módulo, à força que o ar realiza sobre a hélice (força motora).
B) A força resultante que atua sobre o avião apresenta a mesma direção e sentido de seu movimento, uma vez que a força peso e a força de sustentação se anulam.
C) O avião apresenta velocidade constante em módulo, direção e sentido, isso porque está em equilíbrio dinâmico, e, nesse caso, a força resultante em cada direção é nula.
D) Para que o avião permaneça com o módulo da velocidade constante, as forças envolvidas em cada direção são iguais, em módulo, já que são pares de ação e reação.

RESOLUÇÃO:
O enunciado afirma que o avião voa na horizontal, em equilíbrio dinâmico. Em Física, equilíbrio dinâmico ocorre quando o corpo se movimenta com velocidade constante, ou seja, sem aceleração. Para isso, a força resultante deve ser nula.
Nesse caso:
* Na direção vertical, a força peso e a força de sustentação se equilibram, tendo mesmo módulo e sentidos opostos.
* Na direção horizontal, a força motora e a força de arrasto também se equilibram, igualmente com mesmo módulo e sentidos opostos.

Como a força resultante é nula em cada direção, o avião mantém velocidade constante em módulo, direção e sentido, caracterizando corretamente o equilíbrio dinâmico descrito.
Resp.: C

VEJA TAMBÉM:
– Questão resolvida sobre forças que atuam sobre uma bala de canhão, da UERJ
– Resolução da questão sobre diagrama de forças, da Humanitas 2017-2