Um paraquedista com massa de 64 kg cai no céu com velocidade terminal (máxima) de
, com os braços e pernas abertos. A aceleraçāo da gravidade é de
.
a) Qual é a magnitude da força de resistência do ar para cima sobre o paraquedista? ( 0,5 ponto)
a) Qual é a magnitude da força de resistência do ar para cima sobre o paraquedista? ( 0,5 ponto)
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão sobre forças atuando em um paraquedista em queda livre. O assunto aqui é dinâmica, especificamente sobre forças em equilíbrio quando o paraquedista atinge a velocidade terminal. Para resolver, vamos precisar entender como as forças da gravidade e a resistência do ar se equilibram.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as forças atuando no paraquedista. Existem duas principais:
-
Peso (força da gravidade): Essa é a força que a Terra exerce puxando o paraquedista para baixo. Ela é calculada usando a fórmula:Onde:
-
é a massa do paraquedista (64 kg) -
é a aceleração da gravidade (9,8 m/s²)
-
-
Força de resistência do ar: Essa é a força que o ar exerce contra o paraquedista, puxando-o para cima. Quando o paraquedista atinge a velocidade terminal, essas duas forças estão em equilíbrio, ou seja:
Passo 3
Vamos calcular a força da gravidade
:
Resposta
A magnitude da força de resistência do ar é de aproximadamente 627,2 N para cima.