Consideremos um garoto sentado em um carrinho de rolimã sendo empurrado, locomovendo-se em velocidade constante. Sua trajetória é retilínea e horizontal. Em um dado instante, o garoto arremessa uma bolinha verticalmente para cima. Então, desprezando- -se a resistência do ar, o que acontecerá com a bolinha e qual será a sua trajetória no ar?
Passo 1
Beleza, vamos entender o que está acontecendo aqui. Temos um garoto numa rolimã, que está se movendo com velocidade constante numa trajetória reta e horizontal. De repente, ele lança uma bolinha para cima, verticalmente. Queremos saber o que acontece com a bolinha e qual será a trajetória dela no ar. Para resolver isso, vamos usar conceitos de movimento uniforme e movimento uniformemente variado, além de entender como as componentes horizontal e vertical do movimento agem separadamente quando não há resistência do ar.
Passo 2
Primeiro, vamos analisar o movimento horizontal da bolinha. Como o garoto está se movendo com velocidade constante e lança a bolinha verticalmente, a bolinha também herda essa velocidade horizontal do carro. Isso significa que, na horizontal, a bolinha continua se movendo com a mesma velocidade constante
, sem acelerar nem desacelerar, já que não há forças atuando nessa direção (desprezando a resistência do ar).
Passo 3
Agora, vamos olhar para o movimento vertical da bolinha. Quando ela é lançada para cima, ela tem uma velocidade inicial
na direção vertical. A única força atuando sobre ela é a gravidade, que desacelera a bolinha até que ela pare por um instante no ponto mais alto da trajetória e depois a faz cair de volta ao chão. Esse movimento vertical é um exemplo de movimento uniformemente variado (MUV), onde a aceleração é constante e igual a
(aceleração da gravidade, aproximadamente
) e está direcionada para baixo.
Passo 4
Para entender a trajetória completa da bolinha, precisamos combinar os movimentos horizontal e vertical. Na horizontal, a bolinha se move com velocidade constante
, e na vertical, ela realiza um movimento de subida e descida influenciado pela gravidade. Como esses movimentos são independentes, a trajetória resultante da bolinha é uma parábola. Isso significa que, no ar, a bolinha seguirá um caminho curvo com formato de parábola, combinando a movimentação reta horizontal com a movimentação acelerada vertical.
Resposta
A bolinha seguirá uma trajetória em forma de parábola, movendo-se horizontalmente com velocidade constante enquanto sobe e desce verticalmente sob a ação da gravidade.