Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 14º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 85
Em um experimento no laboratório de física, você lança uma pequena bola de aço em diversas alturas acima do solo e mede a velocidade da bola imediatamente antes de atingir o solo. Você desenha seus dados em um gráfico que tem a altura de lançamento (em metros) no eixo vertical e o quadrado da velocidade final (em m2 /s2 ) no eixo horizontal. Nesse gráfico, seus pontos de dados estão próximos de uma formação em linha reta. (a) Usando g 9,80 m/s2 e ignorando o efeito da resistência do ar, qual é o valor numérico da inclinação dessa linha reta? (Inclua as unidades corretas.) A presença da resistência do ar reduz o módulo da aceleração para baixo, e o efeito dessa resistência aumenta à medida que a velocidade do objeto aumenta. Você repete o experimento, mas dessa vez lançando uma bola de tênis. A resistência do ar agora tem um efeito observável sobre os dados. (b) A velocidade final para uma altura qualquer é maior, menor ou igual àquela de quando você ignorou a resistência do ar? (c) O gráfico da altura versus o quadrado da velocidade final ainda é uma linha reta? Desenhe a forma qualitativa do gráfico quando a resistência do ar está presente
Passo 1
Se a partícula se move em linha reta com uma aceleração constante , seu movimento é descrito pelas equações da cinemática, das quais usaremos a seguinte equação:
Letra a:
Seja +y para baixo, então:
Onde , desde que a bola é lançada:
Essa equação representa uma linha reta com sendo a inclinação da linha:
Passo 2
Letra b:
A aceleração é menor quequando tem resistência do ar.
Então a velocidade da bola vai ser menor.
Passo 3
Letra c:
Com a presença de resistência do ar, a aceleração da bola não será constante. Portanto, o gráfico não será uma linha reta. A velocidade final da bola será menor com resistência do ar do que sem ela. O gráfico de será semelhante a:
Resposta
- Gráfico