Questõessobre Queda Livre
No seu estudo sobre a queda dos corpos, Aristóteles afirmava que se abandonarmos
corpos leves e pesados de uma mesma altura, o mais pesado chegaria mais rápido ao
solo. Essa ideia está apoiada em algo que é difícil de refutar, a observação direta da
realidade baseada no senso comum.
Após uma aula de física, dois colegas estavam discutindo sobre a queda dos corpos,
e um tentava convencer o outro de que tinha razão:
Colega A: “O corpo mais pesado cai mais rápido que um menos pesado, quando
largado de uma mesma altura. Eu provo, largando uma pedra e uma rolha. A pedra chega
antes. Pronto! Tá provado!”.
Colega B: “Eu não acho! Peguei uma folha de papel esticado e deixei cair. Quando
amassei, ela caiu mais rápido. Como isso é possível? Se era a mesma folha de papel,
deveria cair do mesmo jeito. Tem que ter outra explicação!”.
HÜLSENDEGER, M. Uma análise das concepções dos alunos sobre a queda dos corpos.
Caderno Brasileiro de Ensino de Física, n. 3, dez. 2004 (adaptado).
O aspecto físico comum que explica a diferença de comportamento dos corpos em queda
nessa discussão é o(a)
É quase um bungee jump, mas ligeiramente menos radical. A 60 metros do chão, o “Queda Livre”, em Brotas, dá frio
na barriga só de olhar, mas a queda livre, na verdade, é bem
menor: 25 metros.
(https://viagem.estadão.com.br, 01.05.18. Adaptado.)
(aventurando.com.br)
Considerando que a resistência do ar seja desprezível, que a
aceleração da gravidade do local seja igual a 10 m/s2 e que,
nessa atração, o salto se dê a partir do repouso, o tempo total
em que uma pessoa experimenta a sensação de queda livre
antes de começar a ser freada pela corda elástica é de
Aeronaves da Marinha do Brasil reforçam os trabalhos de combate às queimadas no Pantanal, que
estão devastando boa parte da maior área alagada do Planeta. A densa camada de fumaça que
encobria a cidade nos últimos dias diminuiu, porém os focos de queimadas seguem na região. As
labaredas das chamas chegam a 55 m de altura. Ficou estabelecido que, além dos helicópteros da
Marinha, aeronaves da Força Aérea Brasileira e do Exército Brasileiro começarão a atuar no trabalho
de combate às queimadas.Disponível em: https://diarionline.com.br/?s=noticia&id=118787. Acesso em: 04 nov. 2020. (Adaptado)
Se um helicóptero de combate a incêndios despeja água a 180 m de altura em relação ao solo, em
quanto tempo, em segundos, a água e as chamas mais altas entram em contato? Despreze efeitos
resistivos e considere que a água é abandonada do repouso.
Para analisar a queda dos corpos, um estudante abandona,
simultaneamente, duas esferas maciças, uma de madeira
e outra de aço, de uma mesma altura em relação ao solo
horizontal. Se a massa da esfera de aço fosse maior do que
a massa da esfera de madeira e não houvesse resistência do
ar, nesse experimento
A posição em função do tempo de um corpo lançado verticalmente para cima é descrita pela equação h = h0 + v°t - 1/2 gt2, onde o h° é a altura inicial, vo é a velocidade inicial e g é o valor da aceleração da gravidade. De certo ponto, se lançam simultaneamente dois corpos com o mesmo valor de velocidade inicial, vo = 10m/s, um verticalmente acima e outro verticalmente abaixo.
Desprezando a resistência do ar e considerando g = 10m/s2, a distância, em metros, que separa esses dois corpos, um segundo após serem lançados é:
Observe a tirinha.
Disponível em: <http://www.cbpf.br/~caruso/tirinhas/>.
A tirinha anterior mostra um experimento com corpos em
queda livre no vácuo, explicado satisfatoriamente por
Galileu. Nesse caso, pode-se afirmar que
Observe a tirinha.
Disponível em: <http://www.cbpf.br/~caruso/tirinhas/>.
A tirinha anterior mostra um experimento com corpos em
queda livre no vácuo, explicado satisfatoriamente por
Galileu. Nesse caso, pode-se afirmar que
O paraquedismo é visto como um esporte
radical e atrai milhares de adeptos em todo o mundo.
Entre as suas peculiaridades, estão a variedade de
modalidades e as manobras arriscadas que são executadas
por seus praticantes. Tais adeptos, antes de abrir o
paraquedas, atingem velocidades terminais altíssimas e
passam a cair com velocidade constante.
Disponível em:<http://www.futurasaude.com.br/>.
(Fonte modificada)
Um paraquedista, de massa m = 70 Kg, faz um salto de um
avião. Durante a queda, o esportista atinge a velocidade
terminal de 45 m/s. Considerando a aceleração da
gravidade g = 10 m/s2
, a força de atrito com o ar (arrasto),
em newtons, no momento em que ele atinge a velocidade
máxima vale
O paraquedismo é visto como um esporte radical e atrai milhares de adeptos em todo o mundo. Entre as suas peculiaridades, estão a variedade de modalidades e as manobras arriscadas que são executadas por seus praticantes. Tais adeptos, antes de abrir o paraquedas, atingem velocidades terminais altíssimas e passam a cair com velocidade constante.
Disponível em:<http://www.futurasaude.com.br/>
DE GOTA EM GOTA
É claro que é legal ver como seu filho se diverte
quando se oferece para ajudar a lavar a calçada e, sem
cerimônia, faz a água jorrar da mangueira. O problema é
que, por mais que a intenção seja boa, o desperdício é
grande. Só para se ter uma ideia, uma pessoa sozinha
gasta, em média, 200 litros de água diariamente.
Apenas 15 litros são o suficiente para viver, de acordo com
o gerente de produção de água de Curitiba e Região
Metropolitana da Sanepar, Paulo Raffo. “É matemático,
quanto mais se gasta, menos vamos ter. A água do mundo
não vai acabar, o perigo é acabar a água potável”, diz.
Uma torneira pingando uma gota a cada 0,4 segundo
representa mais de 250 litros de água desperdiçados em
apenas um dia.
Disponível em:<http://www.gazetadopovo.com.br/viverbem/comportamento/de-gota-em-gota/>
(Fonte modificada)
Considere que, ao se fechar a torneira, esta ficou
gotejando a cada 0,4 segundos, conforme ilustra o texto
anterior. Diante disso, considerando o momento em que a
primeira gota se desprende da torneira com velocidade
nula, quantas gotas estarão no ar quando a primeira
atingir o solo que se encontra a uma distância da torneira
de 1,0 metro na vertical?
Dado: g = 10m/s2
DE GOTA EM GOTA
É claro que é legal ver como seu filho se diverte quando se oferece para ajudar a lavar a calçada e, sem cerimônia, faz a água jorrar da mangueira. O problema é que, por mais que a intenção seja boa, o desperdício é grande. Só para se ter uma ideia, uma pessoa sozinha gasta, em média, 200 litros de água diariamente. Apenas 15 litros são o suficiente para viver, de acordo com o gerente de produção de água de Curitiba e Região Metropolitana da Sanepar, Paulo Raffo. “É matemático, quanto mais se gasta, menos vamos ter. A água do mundo não vai acabar, o perigo é acabar a água potável”, diz. Uma torneira pingando uma gota a cada 0,4 segundo representa mais de 250 litros de água desperdiçados em apenas um dia.
Disponível em:<http://www.gazetadopovo.com.br/viverbem/comportamento/de-gota-em-gota/>
Considere que, ao se fechar a torneira, esta ficou gotejando a cada 0,4 segundos, conforme ilustra o texto anterior. Diante disso, considerando o momento em que a primeira gota se desprende da torneira com velocidade nula, quantas gotas estarão no ar quando a primeira atingir o solo que se encontra a uma distância da torneira de 1,0 metro na vertical?
Dado: g = 10m/s2
Uma esfera cai verticalmente a partir do repouso do alto de um edifício. Verifica-se que a aceleração da esfera, inicialmente igual à da gravidade, reduz-se rapidamente até
ficar nula; nesse momento, a velocidade da esfera atinge um valor constante até o corpo
chegar ao solo. Considerando esse fenômeno, a força da resistência do ar no movimento da
esfera
Na ilustração abaixo, um objeto é solto do repouso de uma certa altura.
(Hewitt, Paul G. Física conceitual. Trad.Trieste Freire Ricci e Maria Helena Gravina.9 ed. Porto Alegre: Bookman,
2002.p.67.)
Sendo o peso do objeto e a força de resistência do ar, constata-se que,
Na ilustração abaixo, um objeto é solto do repouso de uma certa altura.
(Hewitt, Paul G. Física conceitual. Trad.Trieste Freire Ricci e Maria Helena Gravina.9 ed. Porto Alegre: Bookman, 2002.p.67.)
Sendo o peso do objeto e a força de resistência do ar, constata-se que,
como o movimento é acelerado, aumenta até se igualar com
no início da queda, a velocidade do corpo é pequena, e é maior que
Uma pedra é liberada, partindo do repouso, do topo de
um edifício. Após 2 segundos, ela passa por um ponto de
uma janela que se encontra à 40 metros do solo.
Desprezando a resistência do ar sobre a pedra e que a
aceleração da gravidade no local é 10 m/s2, qual é a altura
deste edifício, em metros?
A figura mostra uma série de fotografias estroboscópicas de duas
esferas, A e B, de massas diferentes. A esfera A foi abandonada
em queda livre e, no mesmo instante, B foi lançada horizontalmente, com velocidade inicial V0.
(www.fsc.ufsc.br. Adaptado.)
Considere as medidas indicadas na figura, a resistência do ar
desprezível e g = 10 m/s²
. Nessas condições, o módulo de V0 ,
em m/s, é
Em uma tribo indígena de uma ilha tropical, o teste derradeiro
de coragem de um jovem é deixar-se cair em um rio, do alto de
um penhasco. Um desses jovens se soltou verticalmente, a
partir do repouso, de uma altura de 45 m em relação à
superfície da água. O tempo decorrido, em segundos, entre o
instante em que o jovem iniciou sua queda e aquele em que um
espectador, parado no alto do penhasco, ouviu o barulho do
impacto do jovem na água é, aproximadamente,
Note e adote:
Considere o ar em repouso e ignore sua resistência.
Ignore as dimensões das pessoas envolvidas.
Velocidade do som no ar: 360 m/s.
Aceleração da gravidade: 10 m/s2.
Considere uma pessoa de 100 kg que salta do Macau Tower na
China, o maior “bungee jumping” comercial do mundo. O salto
é realizado de uma altura de 233m do solo (posição 1), tendo
um tempo de queda-livre 4,0s de até atingir a posição 2, onde
inicia a deformação da corda. A seguir, após percorrer uma
distância d , ele atinge a menor altura (posição 3) 53 m a do solo
com a corda deformada ao máximo, como pode ser observado
na figura que segue.
Considere a corda com massa desprezível e perfeitamente
elástica. Despreze o atrito com o ar, os efeitos dissipativos e a
altura da pessoa. Também adote como zero o valor da
velocidade da pessoa no início da queda e g= 10,0 m/s² .
Com base no movimento de queda da pessoa no “bungee
jumping”, analise as afirmativas:
I. O tamanho natural da corda (sem distensão) é de 80m .
II. Na posição 2 a pessoa terá máxima velocidade escalar
durante a queda.
III. A constante elástica da corda é menor que 40N/m .
IV. No ponto mais baixo atingido pela pessoa a força peso é
igual à força elástica da corda.
Assinale a alternativa CORRETA
III. A constante elástica da corda é menor que 40N/m .
IV. No ponto mais baixo atingido pela pessoa a força peso é igual à força elástica da corda.