Conservação da velocidade do CM de duas partículas sob a ação de forças de atrito em movimento unidimensional (D = 1)

Abstract

A força de atrito está presente no cotidiano dos alunos e a compreensão de sua ação sobre os corpos aproxima a Ciência de sua experiência. A lei de conservação do momento linear total, envolvendo sistemas de partículas sob a ação de forças dissipativas externas, não é geralmente discutida nos livros-texto de Mecânica Newtoniana utilizados nos ensinos médio e superior, nas instituições de ensino brasileiras. Discutimos neste trabalho o movimento mais simples que duas partículas podem ter: o movimento unidimensional em sentidos opostos, sob a ação de forças de atrito cinético externas. Mostramos que a conservação do momento linear do conjunto formado por essas partículas, sob a ação de duas forças de atrito cinético, ocorre apenas em partes do movimento unidimensional e quando elas se deslocam em sentidos opostos. Aproveitando o grande envolvimento dos alunos com aplicativos em celulares, apresentamos uma montagem experimental que verifica a conservação da velocidade do centro de massa (CM) desses dois corpos. O aparato experimental é simples e de baixo custo, podendo ser facilmente reproduzido em sala de aula como estratégia para estimular os estudantes a trabalharem com ferramentas matemáticas e métodos experimentais, de forma a discutirem situações físicas que incluem as forças de atritos presentes no seu dia a dia.