Considere o seguinte trecho: “Um objeto se comporta como se todo seu peso se concentrasse em um único ponto. Esse ponto é chamado de centro de gravidade. O centro de gravidade de um objeto não está localizado necessariamente no seu centro geométrico, e pode estar localizado fora do objeto.” Para sustentar um objeto é possível suportar somente o seu peso! [SANTOS, G. N. C.; DANAC, A. A. C. FísicaVis. PH Book Store, 2006, p. 9]. Com base nas informações do trecho acima e seus conhecimentos, assinale a alternativa correta.

Alternativa D

Para sustentar um objeto em repouso sob a ação da gravidade, é necessário estabelecer uma condição de equilíbrio estático. Isso significa que a força aplicada deve cancelar exatamente os efeitos da força peso.

Análise Detalhada

A força peso atua verticalmente para baixo. Para equilibrá-la, a força de sustentação precisa obedecer a três requisitos fundamentais vetoriais:

1. Magnitude (Intensidade): Deve ter o mesmo módulo da força peso (F = P). Se for menor, o objeto cai; se for maior, ele acelera para cima.
2. Direção: Deve atuar na mesma linha de ação (vertical).
3. Sentido: Deve ser oposto ao da gravidade (para cima).

A alternativa D é a correta porque especifica explicitamente a necessidade de mesma magnitude, além de direção e sentido opostos. Ela também menciona corretamente que essa força pode ser aplicada fora do centro de gravidade, o que é válido em situações reais onde objetos são apoiados em pontos distintos de seu centro de massa (como uma mesa apoiada nas pernas), desde que haja equilíbrio de momentos (torques).

Por que as outras alternativas estão incorretas?

• Alternativa A: Incorreta. O conceito de centro de gravidade é essencial justamente para analisar corpos com geometrias complexas, permitindo tratá-los como partículas pontuais. Não se restringe apenas a geometrias simples.
• Alternativa B: Incorreta. O próprio enunciado afirma que o centro de gravidade "pode estar localizado fora do objeto" (exemplo: um arco ou um anel). Portanto, não é obrigatório que esteja sobre uma partícula do objeto.
• Alternativa C: Incorreta. Aplicar uma força com o mesmo sentido da gravidade resultaria em uma aceleração descendente ainda maior, não sustentando o objeto.
• Alternativa E: Incorreta por incompleta. Embora descreva corretamente a direção e o sentido, ela não especifica que a força deve ter a mesma magnitude do peso. Sem essa informação, não se garante o equilíbrio (sustentação) do objeto.

Conclusão

A alternativa D é a única que apresenta a descrição completa e fisicamente rigorosa das condições necessárias para o equilíbrio de um corpo sob a ação da gravidade, alinhando-se também com a ideia de que o ponto de apoio pode variar em relação ao centro de gravidade.