Movimento vertical no váculo QUANDO TEMOS UM MOVIMENTO QUE ESTEJA PRÓXIMO AO SOLO, CHAMAMOS DE QUEDA LIVRE, POIS O QUÃO MAIS PRÓXIMO DO CHÃO E DA SUPERFÍCIE É DESCONSIDERADO O ATRITO CAUSADO PELO AR DURANTE O MOVIMENTO DE QUEDA. O ESTUDO DA QUEDA LIVRE É ANÁLOGO AO ESTUDO DO LANÇAMENTO VERTICAL, O QUAL DIFERE SOMENTE POR APRESENTAR UMA VELOCIDADE DE LANÇAMENTO. AS DESCRIÇÕES FÍSICA SÃO PARECIDAS, OU SEJA, TEMOS AS MESMAS FUNÇÕES HORÁRIAS QUE DESCREVE O MOVIMENTO. Gravidade e seu efeito sobre a queda livre • É importante entender que o movimento de queda livre é acelerado, ou seja, é um MRUV. E essa aceleração responsável pelo aumento da velocidade durante a queda e sua frenagem durante o lançamento é a gravidade. A aceleração da gravidade, tomando como referência o nível do mar e a uma latitude de 45 graus, é • g= 9,80665 m/s² • Ou aproximadamente 9,8. Para uso de problemas físicos, o aproximamos para 10 m/s². Experimento de galileu sobre queda livre A queda livre o lançamento vertical pela ótica do observador. • Durante a queda livre, o módulo da sua velocidade escalar do corpo aumenta, e como consequência o seu movimento se torna acelerado. Quando o mesmo corpo é lançado verticalmente para cima, o módulo da sua velocidade diminui na subida: Isso implica em um movimento retardado Representações gráfica da queda livre e lançamento vertical Representações gráfica da queda livre e lançamento vertical Representações gráfica da queda livre e lançamento vertical Representações gráfica da queda livre e lançamento vertical Representações gráfica da queda livre e lançamento vertical Representações gráfica da queda livre e lançamento vertical fonte das imagens: https://fisicaevestibular.com.br/novo/mecanic a/cinematica/lancamento-vertical-paracima/ • Fontes das imagens: https://fisicaevestibular.com.br/novo/mecanica/cinem atica/queda-livre-vertical/ Questões e exercícios sobre lançamento vertical e queda livre. Questão 1 Um corpo é abandonado a 80m do solo. Sendo g = 10m/s² e o corpo estando livre de forças dissipativas, determine o instante e a velocidade que o móvel possui ao atingir o solo. Utilizando a equação horária do espaço, temos: S = So + Vo.t + gt² 2 0 = -80 + 0 + 10.t² 2 Resolução da questão 1 10.t² = 80 2 10.t² = 160 t² = 16 t = 4s Sendo V = Vo + g.t V = 0 + 10.4 V = 40m/s Questão 2 • Um gato consegue sair ileso de muitas quedas. Suponha que a maior velocidade com a qual ele possa atingir o solo sem se machucar seja de 8 m/s. Então, desprezando a resistência do ar, a altura máxima de queda, para que o gato nada sofra, deve ser: Resolução da questão 2 S = So + Vo.t + g.t² 2 S = 5.t² (equação I) V = Vo + g.t 8 = 0 + 10.t t = 0,8 Substituindo t na equação I temos: S = 5.(0,8)² S = 5.0,64 S = 3,2m Questão 3 • Um móvel é atirado verticalmente para cima a partir do solo, com velocidade de 72 km/h. Determine: • a) as funções horárias do movimento; b) o tempo de subida; c) a altura máxima atingida; d) em t = 3 s, a altura e o sentido do movimento; e) o instante e a velocidade quando o móvel atinge o solo. • Obs.: Adote g = 10m/s² Resolução da questão 3 S = So + Vo.t + g.t² a) as funções horárias do movimento 2 S = 20.t - 10.t² 2 S = 20.t - 5.t² Função horária do espaço V = Vo + g.t V = 20 – 10.t – função horária da velocidade b) o tempo de subida 0 = 20 – 10.t 10.t = 20 t = 20/10 t = 2s c) a altura máxima atingida S = 20.2 - 5.2² S = 40 – 20 S = 20m d) em t = 3 s, a altura e o sentido do movimento S = 20.3 - 5.3² S = 60 – 45 S = 15m Até 2s o movimento é direcionado para cima (altura máxima), pra t >2s o movimento é direcionado para baixo. e) o tempo de descida é igual ao tempo de subida, portanto o móvel irá atingir o solo novamente depois de 4s. A velocidado com que o móvel retorna ao solo é a mesma com que ele foi lançado, assim v = 72 km/h
