Em 26 de setembro de 1993, Dave Munday foi até o lado canadense das cataratas do Niágara com uma bola de aço, equipada com um furo para entrada de ar, e caiu
até a água (e as pedras). Suponha que a velocidade inicial era nula e despreze o efeito do ar sobre a bola durante a queda.
(b) Munday podia contar os três segundos de queda livre, mas não podia ver o quanto tinha caído a cada segundo. Determine sua posição no final de cada segundo de queda.
(b) Munday podia contar os três segundos de queda livre, mas não podia ver o quanto tinha caído a cada segundo. Determine sua posição no final de cada segundo de queda.
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que a questão está pedindo. O Dave Munday deixou uma bola de aço cair das Cataratas do Niágara e ela caiu 48 metros em 3 segundos. Nosso objetivo aqui é descobrir a posição da bola ao final de cada segundo desse percurso. Para resolver isso, vamos usar os conceitos de queda livre da matéria de cinemática. Precisamos lembrar que na queda livre, a única força atuando é a gravidade, e a aceleração é constante.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar a fórmula que descreve a posição de um objeto em queda livre quando a velocidade inicial é zero. A fórmula é:
Aqui,
é a distância percorrida,
é a aceleração da gravidade (aproximadamente
), e
é o tempo em segundos.
Passo 3
Vamos calcular a posição da bola ao final de cada segundo.
Para
segundo:
Para
segundos:
Para
segundos:
Resposta
Ao final de cada segundo de queda, a posição da bola foi:
- 1 segundo: 4,9 metros
- 2 segundos: 19,6 metros
- 3 segundos: 44,1 metros