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
).
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 (
), onde
é a força resultante,
é a massa da pedra e
é a aceleração, temos:
Se rearranjarmos para encontrar a aceleração:
Passo 5
Observamos que a resistência do ar (
) 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
.