Fisica II

INTRODUÇÃO SOBRE A QUEDA LIVRE

No estudo de física a queda livre é uma particularização do movimento uniformemente variado (MRUV). O movimento de queda livre foi estudado primeiramente por Aristóteles. Ele foi um grande filósofo grego que viveu aproximadamente 300 a.C. Aristóteles afirmava que se duas pedras caíssem de uma mesma altura, a mais pesada atingiria o solo primeiro. Tal afirmação foi aceita durante vários séculos tanto por Aristóteles quanto por seus seguidores, pois não tiveram a preocupação de verificar tal afirmação.

Séculos mais tarde, mais precisamente no século XVII, um famoso físico e astrônomo italiano chamado Galileu Galilei, introduziu o método experimental e acabou por descobrir que o que Aristóteles havia dito não se verificava na prática. Considerado o pai da experimentação, Galileu acreditava que qualquer afirmativa só poderia ser confirmada após a realização de experimentos e a sua comprovação. No seu experimento mais famoso ele, Galileu Galilei, repetiu o feito de Aristóteles. Estando na Torre de Pisa, abandonou ao mesmo tempo esferas de mesmo peso e verificou que elas chegavam ao solo no mesmo instante. Por fazer grandes descobertas e pregar idéias revolucionárias ele chegou a ser perseguido.

Quando Galileu realizou o experimento na Torre de Pisa e fez a confirmação de que Aristóteles estava errado, ele percebeu que existia a ação de uma força que retardava o movimento do corpo. Assim sendo, ele lançou a hipótese de que o ar exercesse grande influência sobre a queda de corpos.

Quando dois corpos quaisquer são abandonados, no vácuo ou no ar com resistência desprezível, da mesma altura, o tempo de queda é o mesmo para ambos, mesmo que eles possuam pesos diferentes.

O movimento de queda livre, como já foi dito, é uma particularidade do movimento uniformemente variado. Sendo assim, trata-se de um movimento acelerado, fato esse que o próprio Galileu conseguiu provar. Esse movimento sofre a ação da aceleração da gravidade, aceleração essa que é representada por g e é variável para cada ponto da superfície da Terra. Porém para o estudo de Física, e desprezando a resistência do ar, seu valor é constante e aproximadamente igual a 9,8 m/s2.

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EXEMPLOS SOBRE APLICAÇÃO DE QUEDA LIVRE

1-Um projétil de brinquedo é arremessado verticalmente para cima, da beira da sacada de um prédio, com uma velocidade inicial de 10m/s. O projétil sobe livremente e, ao cair, atinge a calçada do prédio com velocidade igual a 30m/s. Determine quanto tempo o projétil permaneceu no ar. Adote g = 10m/s² e despreze as forças dissipativas.

Da sacada à altura máxima que o projétil alcançará.

V = Vo + g.t

0 = 10 – 10.t

10.t = 10

t = 10/10

t = 1s

Da altura máxima que o projétil alcançou ao solo.

V = Vo + g.t

30 = 0 + 10.t

10.t = 30

t = 30/10

t = 3s

O tempo em que o projétil permanece no ar:

tt = 3 + 1 = 4s

2- um balão de ar quente está subindo uma taxa de 12m/se está a 80m acima do solo quando um pacote é solto por um de seus lados

(a) quanto tempo o pacote leva até atingir o solo?

(b) com que velocidade ele atinge o solo?

a- 0 = 80 + Vo.t + at²/2

∆ S = 0.t - 10.t²/2

-80 = -5.t²

t² = 80/5

t= √ 16 = 4s

b- Velocidade para ele atinge o solo

usemos a formula

v=v0+a*t, mas como v0

v=g*t, substituindo pelo valor das grandezas temos:

para g=9,8m/s²

v=9,8*4,04

v=39,59m/s

para g=10m/s²

v=10*4

v=40m/s

3-Um rapaz desordeiro joga uma pedra verticalmente para baixo com uma velocidade inicial de 12,0