Um tijolo é largado (velocidade início nula) do alto de um edifício. Ele atinge o solo em 2,5 s. A resistência do ar pode ser desprezada, de modo que o tijolo está em queda livre. Considere o módulo da aceleração da gravidade igual a
.
c) Faça graficamente
versus
,
versus
e
versus
para o movimento do tijolo.
c) Faça graficamente
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre o movimento de queda livre de um tijolo. A gente vai focar em entender como a aceleração vertical (
), a velocidade vertical (
) e a posição vertical (
) variam com o tempo (
) enquanto o tijolo cai. Para isso, vamos precisar da equação do movimento uniformemente acelerado, onde a única aceleração é a da gravidade (
).
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre a aceleração vertical (
). No caso da queda livre sem resistência do ar, a única força atuando no tijolo é a gravidade. Isso significa que a aceleração do tijolo é constante e igual a
. Então, o gráfico de
versus
será uma linha reta horizontal.
Teoria aplicada: A aceleração constante significa que não importa quanto tempo passe, a aceleração não muda.
Passo 3
Agora, vamos para a velocidade vertical (
). Como o tijolo começa do repouso (
), sua velocidade aumenta de forma linear com o tempo devido à aceleração constante da gravidade.
A equação para a velocidade é:
Como
e
, fica:
Teoria aplicada: A velocidade em um movimento uniformemente acelerado aumenta linearmente com o tempo quando a aceleração é constante.
Então, o gráfico de
versus
será uma linha reta que começa na origem e sobe com inclinação
.
Passo 4
Por fim, vamos analisar a posição vertical (
) do tijolo em função do tempo. A posição pode ser encontrada usando a seguinte equação do movimento:
Como o tijolo é largado do repouso,
, e assumindo que
no ponto de partida, a equação simplifica para:
Teoria aplicada: Em movimento uniformemente acelerado, a posição varia com o quadrado do tempo quando a aceleração é constante.
Então, o gráfico de
versus
será uma parábola que começa na origem e se abre para cima.
Resposta
Resumindo, os gráficos para o movimento do tijolo são:
-
versus : Uma linha reta horizontal constante em . -
versus : Uma linha reta que parte da origem e sobe com inclinação igual a . -
versus : Uma curva em forma de parábola que começa na origem e se distancia cada vez mais conforme aumenta.