Uma pedra é atıraaa (e nao deıxaaa caır) aıretamente de uma ponte no rıo adaıxo. Imediatamente antes de atingir a água, o módulo da aceleração da rocha é maior que g, menor que g ou igual a g? Explique!

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre uma pedra que é atirada diretamente de uma ponte para o rio. Queremos descobrir se, imediatamente antes de bater na água, a aceleração da pedra é maior que (aceleração da gravidade), menor que , ou igual a . Para resolver isso, vamos usar conceitos de cinemática e leis de Newton, especialmente a segunda lei que relaciona força e aceleração.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é aceleração. A aceleração é a mudança na velocidade de um objeto com o tempo. No caso da pedra, a principal força atuando é a força da gravidade, que puxa a pedra para baixo com uma aceleração igual a (aproximadamente ²).

Passo 3

Agora, precisamos considerar se há outras forças atuando na pedra além da gravidade. Uma dessas forças pode ser a resistência do ar. Quando a pedra é atirada para baixo, ela ganha velocidade, e a resistência do ar aumenta. Essa força de resistência atua na direção oposta ao movimento, ou seja, para cima.

Passo 4

Aplicando a segunda lei de Newton ( Fresu), onde m cdot a = m cdot g - Fresistência do ar é a força resultante, a = g - Fresistência do arm é a massa da pedra e é a aceleração, temos:
ê
ê
Se rearranjarmos para encontrar a aceleração:
ê

Passo 5

Observamos que a resistência do ar ( ê) é uma força positiva que reduz a aceleração da pedra. Portanto, a aceleração será menor que porque estamos subtraindo uma quantidade positiva de .

Resposta

Imediatamente antes de atingir a água, o módulo da aceleração da pedra é menor que .

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