Uma partícula de massa igual a uma grama parte do repouso, atinge uma velocidade limite de um mil centímetros por segundo.
© Argumente (em palavras) porque a partícula atinge uma velocidade limite.
Resposta: .
© Argumente (em palavras) porque a partícula atinge uma velocidade limite.
Resposta: .
Passo 1
Vamos resumir o que o enunciado está nos dizendo. Temos uma partícula com massa de um grama que, ao se mover, atinge uma velocidade máxima de mil centímetros por segundo. A matéria envolvida aqui é a dinâmica, especialmente o conceito de velocidade terminal. Para entender por que a partícula não acelera indefinidamente, vamos precisar falar sobre as forças que atuam nela.
Passo 2
Quando uma partícula se move através de um meio, como o ar, ela enfrenta uma força de resistência ou arrasto. Essa força tende a opor-se ao movimento da partícula e geralmente aumenta conforme a velocidade aumenta.
Passo 3
No começo, quando a partícula começa a se mover, a força que a empurra (como uma força aplicada ou a gravidade) é maior que a força de arrasto, então ela acelera. A aceleração continua enquanto a força aplicada é maior que a resistência.
Passo 4
À medida que a partícula vai ficando mais rápida, a força de arrasto também aumenta porque ela depende da velocidade. Eventualmente, a força de arrasto fica igual à força aplicada.
Passo 5
Quando as duas forças se equilibram, a aceleração da partícula se torna zero. Isso significa que a partícula não está mais acelerando e sua velocidade fica constante.
Resposta
A partícula atinge uma velocidade limite porque, conforme sua velocidade aumenta, a força de resistência do meio também cresce até igualar a força que está impulsionando a partícula. Quando essas forças se equilibram, a aceleração para e a partícula mantém uma velocidade constante, que é a velocidade terminal.