Algo muito comum nos filmes de ficção científica é o fato dos personagens não flutuarem no interior das naves espaciais. Mesmo estando no espaço sideral, na ausência de campos gravitacionais externos, eles se movem como se existisse uma força que os prendesse ao chão das espaçonaves. Um filme que se preocupa com esta questão é “2001, uma Odisséia no Espaço”, de Stanley Kubrick. Nesse filme a gravidade é simulada pela rotação da estação espacial, que cria um peso efetivo agindo sobre o astronauta. A estação espacial, em forma de cilindro oco, mostrada abaixo, gira com velocidade angular constante ω em torno de um eixo horizontal E perpendicular à página. O raio R da espaçonave é 40 m.
Para que um astronauta, de massa m = 80 kg, tenha um peso aparente igual ao seu peso real na Terra, qual deve ser a velocidade angular ω da espaçonave?
(Considere a aceleração da gravidade na Terra igual a 10 m/s2.)
78% dos alunos do Fisiquei acertaram esta questão.
Lembre-se que a sensação de peso vem da força normal com a superfície de contato. Na estação espacial, essa força normal será orientada para o centro da curva, sendo então a própria força resultante centrípeta!