Durante a queda livre os corpos realizam um movimente uniformemente variado com uma aceleração constante de aproximadamente 10 m/s² portanto todas as equações do movimento uniformemente aviado se aplicam na queda livre. Show
Equações da queda livre Exercícios de Queda livreLançamento vertical para baixoPara melhor entender esse movimento vamos ver um exercício. Exercício lançamento vertical para baixo
a) O tempo gasto para atingir o solo (o tempo de queda). b) A velocidade do corpo ao atingir o solo. Resolução Primeiros vamos esquematizar o iniciado a) Quando o corpo atingir o solo terá percorrido uma altura h=125m , uma vez que o corpo é largado v₀=0m/s e h₀=0m(considerando que estamos a estudar o movimento de cima para baixo) para determinar o tempo que ele atinge o solo basta na equação da atura substituímos por esses valores. b) Sabemos que o corpo atinge o solo em “t=5s” então para determinar a velocidade do corpo ao atingir o solo basta
na equação da velocidade “V=v₀+gt” onde vem “t” substituímos por esse valor e tendo em conta que v₀=0m/s e g=10m/s2. V=0+10×5 V=50m/s Lançamento vertical para cimaConforme fizemos no lançamento vertical para baixo para estudar esse movimente vamos analisar um exercício prático. Exercício lançamento vertical para Cima1. Um corpo é laçado verticalmente para cima com uma velocidade de 40m/s
determine; ResoluçãoPrimeiros vamos esquematizar o iniciado a) Sabemos que quando o corpo atinge a altura máxima ele pará para poder mudar de movimento portando sua velocidade vale zero. E a aceleração de gravidade tem sempre o seu sentido dirigido para baixo e o corpo esta subir ou seja não tem mesmo sentido que a gravidade (g=-10m/s²)V=v₀+gt sabemos que v₀=40m/s , g=-10m/s² que quando o corpo atinge a altura máxima sua velocidade vale zero V=0m/s vamos substituir esses valor na equação da velocidade V=v₀+gt v=40-10t (equação da velocidade em função do tempo) 0=40-10t (como na altura máxima v=0m/s substituímos v por zero) 10t =40 t=40/10 t=4s b) Para determinar a altura máxima atingida vamos usar a equação da altura c) Para determinar o tempo em que o corpo leva para retornar o solo basta recordar que quando corpo atinge o solo a altura é igual a zero. Então em só usarmos a equação da altura. O corpo retorna ao solo em 8s (t=0s e o tempo em que o corpo sai do solo)
v=40-10 ×8 v=40-80 v=-80m/s 👉Movimento uniforme 👉Movimento Uniformemente Variado 👉Lançamento vertical para cima e para baixo (queda livre) 👉Lançamento obliquo 👉Lançamento horizontal 👉Movimento circular Queda livre é um movimento vertical que consiste na queda dos corpos sem o efeito da força de atrito. Aqui na Terra alguns corpos que caem de pequenas alturas em relação ao chão fazem-no de maneira próxima a uma queda livre ideal. Tópicos deste artigo
O que é queda livre?O movimento de queda livre foi estudado pelo físico italiano Galileu Galilei. De acordo com os seus estudos, Galileu mostrou que corpos em queda livre, mesmo os de massas diferentes, chegariam ao chão ao mesmo tempo, pois estariam sujeitos à mesma aceleração. A queda livre é, portanto, um movimento descrito pelos corpos, abandonados a uma certa altura, que acontece exclusivamente pelo efeito da gravidade local. Nesse tipo de movimento, desconsideramos o efeito das forças de arraste ou atrito. Veja também: 8 fórmulas de Física fundamentais para a prova do Enem A queda livre é um movimento uniformemente variado, ou seja, um corpo em queda livre tem a sua velocidade aumentada a taxas constantes. Quando um corpo é abandonado em alturas próximas à superfície da Terra, a velocidade em que ele cai aumenta a uma taxa de 10 m/s, o que é o mesmo que dizer que a aceleração da gravidade terrestre é de 10 m/s², cerca de 36 km/h a cada segundo. Exemplos de queda livreQuaisquer corpos pesados e que tenham uma pequena área de contato com o ar podem descrever um movimento muito próximo àquilo que se entende por queda livre, caso solto em pequenas alturas em relação ao solo. Confira alguns exemplos:
Apesar de serem movimentos muito próximos à situação de uma queda livre, ela só acontece de fato em corpos que são abandonados no vácuo em regiões onde exista aceleração gravitacional. Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) Formulário de queda livreNa queda livre, assumindo que o corpo é abandonado a certa altura, ou seja, encontra-se inicialmente em repouso, as equações a serem utilizadas serão estas:
v – velocidade de queda (m/s) g – aceleração da gravidade (m/s²) t – intervalo de tempo (s) A equação acima é usada para determinar a velocidade em que um corpo move-se durante o movimento de queda livre. Para tanto, basta multiplicar o tempo de queda, medido em segundos, com o módulo da aceleração da gravidade.
A equação a seguir relaciona a altura de queda com o intervalo de tempo:
H – altura (m) Por meio da equação mostrada acima, é possível determinar tanto a altura quanto o tempo de queda de um corpo em queda livre.
Além das duas fórmulas mostradas, podemos utilizar uma equação que relaciona a velocidade de queda com a altura, a equação de Torricelli.
Veja também: Tudo o que você precisa saber sobre as Leis de Newton Gráficos da queda livreComo o movimento de queda livre é do tipo uniformemente variado, os seus gráficos de velocidade e posição são, respectivamente, uma reta ascendente e uma parábola, com a concavidade voltada para cima. Veja:
Exercícios resolvidos sobre queda livreQuestão 1) Sabendo que um corpo leva 2 s para chegar ao chão após ter sido abandonado a uma altura H em relação ao solo, calcule a altura em que esse corpo foi abandonado, em metros. a) 20 m b) 15 m c) 30 m d) 40 m e) 80 m Gabarito: Letra A Resolução: O exercício pede que calculemos a altura de queda e nos informou o tempo. Dessa maneira, basta utilizar a fórmula que relaciona essas duas grandezas.
Questão 2) Uma bola de basquete é abandonada a uma altura de 5 metros em relação ao chão. Se essa bola estiver movendo-se em queda livre, qual será a velocidade da bola, em km/h, imediatamente antes de tocar o chão? a) 50 km/h b) 10 km/h c) 36 km/h d) 15 km/h e) 10 km/h Gabarito: Letra C Resolução: O exercício pede que achemos a velocidade da bola, no entanto, seu enunciado não nos informa o tempo de queda, por isso, usaremos a equação de Torricelli, como mostrado no cálculo a seguir:
Após encontrar uma velocidade de 10 m/s, foi necessário multiplicar o resultado pelo fator 3,6 para transformá-lo para a unidade de quilômetros por hora. Questão 3) Um objeto é abandonado a certa altura em relação ao solo, descrevendo um movimento de queda livre. Admitindo que a aceleração da gravidade local seja de 10 m/s², qual é o tempo, em segundos, necessário para que esse objeto atinja uma velocidade de 108 km/h? a) 2 s b) 4 s c) 3 s d) 5 s e) 8 s Gabarito: Letra C Resolução: O exercício pede que calculemos o tempo necessário para que um corpo em queda livre atinja uma velocidade de 107 km/h. Para fazermos esse cálculo, transformaremos a unidade de km/h para m/s, dividindo essa velocidade por 3,6; em seguida, utilizaremos a fórmula da velocidade na queda livre:
Por Me. Rafael Helerbrock Como calcular o tempo gasto pelo corpo para atingir a altura máxima?t = v0cosθ. t , podemos determinar o alcance a partir do valor da velocidade de lançamento e do ângulo. Sabemos que o tempo de subida ( ts ) é igual ao tempo de queda (tq), logo o tempo total desde o lançamento até a queda é tt = 2. ts.
Qual é a altura máxima atingida pelo corpo?Adota-se para a aceleração da gravidade g = 10 m/s2 . A altura máxima atingida pelo corpo é de 60 m acima do ponto de lançamento.
Qual é o tempo que o corpo leva para atingir o solo?Abandonando um corpo do alto de uma montanha de altura H, este corpo levará 9 segundos para atingir o solo.
Quanto tempo após o lançamento o objeto EncontraResposta verificada por especialistas. O objeto encontra-se a 40m de altura nos tempos t = 2s e t = 4s.
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Quanto tempo o corpo gasta para atingir a altura máxima?
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