Você e um amigo estão estudando queda livre e resolvem fazer um experimento jogando seus livros pela janela. O seu livro é duas vezes mais pesado que o de seu amigo. Despreze a resistência do ar.
a) Qual livro de neve atingirá o solo primeiro?
b) Qual livro terá maior velocidade?
a) Qual livro de neve atingirá o solo primeiro?
b) Qual livro terá maior velocidade?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A pergunta fala sobre dois livros sendo jogados da janela, um é duas vezes mais pesado que o outro, e a gente tem que descobrir qual chega primeiro no chão e qual tem maior velocidade. Vamos precisar usar os conceitos de queda livre e a segunda lei de Newton para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, na queda livre, o único negócio que tá rolando é a força da gravidade puxando os objetos pra baixo. A segunda lei de Newton diz que a aceleração de um objeto é igual à força dividida pela massa, ou seja:
Aqui, a força
é a força da gravidade, que é:
onde
é a aceleração da gravidade, aproximadamente
.
Substituindo, temos:
Isso quer dizer que a aceleração
é a mesma para ambos os livros, independente da massa deles.
Passo 3
Como a aceleração
é a mesma para os dois livros, ambos vão acelerar da mesma forma enquanto caem. Isso significa que, mesmo o livro mais pesado tendo mais massa, ele não vai cair mais rápido porque a gravidade acelera ambos igualmente quando não tem resistência do ar.
Resposta
a) Ambos os livros atingem o solo ao mesmo tempo.
b) Ambos os livros têm a mesma velocidade ao alcançarem o solo.