Um malabarista joga uma bola verticalmente para cima, sem enfrentar resistência apreciável do ar.
(a) Qual é a relação entre a direção e o sentido da aceleração e da velocidade? Elas são sempre no mesmo sentido? Mesma direção? Explique.
(a) Qual é a relação entre a direção e o sentido da aceleração e da velocidade? Elas são sempre no mesmo sentido? Mesma direção? Explique.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre um malabarista que joga uma bola para cima sem se preocupar com o ar. A gente vai usar conceitos de cinemática (que estuda o movimento) para entender a relação entre velocidade e aceleração da bola. Precisamos saber como essas duas grandezas se comportam quando a bola sobe e desce.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que velocidade indica o quanto rápido e em que direção a bola está se movendo. Já a aceleração mostra como a velocidade está mudando ao longo do tempo. No caso de jogar a bola para cima, a velocidade inicial é para cima.
Passo 3
Quando a bola está subindo, ela está diminuindo a velocidade porque a aceleração da gravidade está puxando para baixo. Isso significa que a aceleração tem direção para baixo, enquanto a velocidade momentaneamente ainda é para cima. Já quando a bola começa a descer, a velocidade também está para baixo, e a aceleração da gravidade continua apontando para baixo.
Passo 4
Então, percebemos que durante a subida, a velocidade é para cima e a aceleração é para baixo. Na descida, tanto a velocidade quanto a aceleração estão para baixo. Isso mostra que elas não estão sempre no mesmo sentido. A direção da aceleração (sempre para baixo) é a mesma constante, mas a velocidade muda de sentido dependendo se a bola está subindo ou descendo.
Resposta
A aceleração sempre aponta para baixo, na direção da gravidade. Quando a bola está subindo, a velocidade é para cima e a aceleração é para baixo; na descida, ambas, velocidade e aceleração, são para baixo. Assim, a aceleração e a velocidade nem sempre têm o mesmo sentido, embora estejam sempre na mesma direção vertical.