Queda Livre e Lançamento Vertical

1. QUEDA LIVRE

Na Grécia Antiga, Aristóteles afirmava que os corpos mais pesados chegavam ao solo ao mesmo tempo. E até hoje, a maioria das pessoas acredita nessa ideia, pois muitas observações da realidade nos leva a conclusão.

 

Galileu Galilei propôs que dois corpos, independentes de suas massas, se soltos da mesma altura, chegam ao solo ao mesmo tempo, desde que a resistência do ar seja mínima a tal ponto de ser desprezada.

 

É possível verificar a teoria proposta por Galileu em uma câmara de vácuo. Cria-se o vácuo em um recipiente e uma pedra e uma folha são soltas da mesma altura. Ambas chegaram a base do recipiente ao mesmo tempo.

Galileu realizou diversos experimentos e concluiu que a velocidade é proporcional ao tempo de queda. A constante de proporcionalidade é a aceleração da gravidade, que é praticamente constante na superfície da Terra.

 

 

onde, na superfície da Terra, g vale aproximadamente 9,8 m/s² (que é comumente aproximado para 10 m/s²).

 

O gráfico da velocidade em função do tempo para um corpo em queda livre tem o seguinte formato.

Repare que no segundo intervalo da queda, a distância percorrida é três vezes maior que no primeiro segundo. No terceiro intervalo, a distância percorrida é cinco vezes maior que no primeiro intervalo e assim, sucessivamente.

Um corpo em queda livre executa um movimento uniformemente variado (MUV) onde a aceleração é constante (aceleração da gravidade). As equações do MUV são válidas para a queda livre (o sinal da aceleração da gravidade é positivo pois o corpo desce).

 

 

 

 

A segunda equação é conhecida como equação de Galileu e é muito usada na resolução dos exercícios.

 

Pegadinha do Malandro: use o seguinte truque para determinar o sinal da aceleração da gravidade em qualquer situação: desenhe uma seta indicando para onde o corpo se move no início da situação.

 

Na queda livre, por exemplo, esse movimento é para baixo. Portanto, o referencial positivo é para baixo. Como a gravidade também aponta para baixo, o sinal da gravidade é positivo

 

2.  LANÇAMENTO VERTICAL

Na queda livre, o corpo é solto com velocidade inicial nula e desce. O lançamento vertical pode ocorrer de duas formas: o corpo desce ou sobe em linha reta.

 

               

2.1 Lançamento vertical para baixo

O lançamento vertical para baixo é semelhante a queda livre, porém, o corpo é lançado com uma velocidade inicial diferente de zero. Pegue uma bola de tênis e arremesse para abaixo. Neste caso, a velocidade inicial é diferente de zero.

 

As equações são derivadas do MUV, mas agora, a velocidade inicial (v₀) entra no processo.

 

 

 

Como o movimento inicial é para baixo, o sinal da aceleração da gravidade é positivo.

 

2.2 Lançamento vertical para cima

O lançamento vertical para cima é um movimento uniformemente retardado, pois em cada ponto do movimento a velocidade é contrária a aceleração da gravidade.

 

As equações são derivadas do MUV, mas agora, a aceleração da gravidade é negativa (o movimento inicial é para cima e a gravidade aponta para baixo).

        

 

 

       

Pegadinha do Malandro:

Os dois movimentos (subida e descida) são simétricos, pois são regidos pela aceleração da gravidade (que é constante). 

 

·        O tempo de subida e de descida são iguais.

·        A velocidade em uma determinada altura na subida e na mesma altura na descida, também são iguais.