Enunciado
Física - Hewitt - Física Conceitual- Ed: 12º - Capítulo 4.Questões de Revisão - Ex. 24
Por que um objeto pesado não acelera mais que um objeto leve quando ambos estão em queda livre?
Passo 1
Opaa tudo certo?
Uma questão muito interessante, usaremos um conceito avançado no curso, mas que você deve conhecer, e se não conhece ainda vai ser muito útil!
Passo 2
Podemos expressar a Lei da Gravitação Universal como sendo:
Onde, é o módulo da força de atração gravitacional, é a constante de gravitação universal (), é a massa gravitacional ativa, é a massa gravitacional passiva e é a distância entre as massas dos objetos comparados.
Essa lei vai expressar a força gravitacional que um corpo exerce em um outro corpo. Vamos fazer uma análise para um objeto na Terra em queda livre, quais são os dois objetos analisados? A Terra e o objeto! Então vamos substituir na equação dada:
Passo 3
Também temos a segunda lei de Newton para um objeto em queda livre (discutido em questões anteriores), dada por:
Que expressa a força resultante entre os dois corpos, então podemos igualar as duas equações.
Passo 4
Igualando as duas equações temos:
A partir dessa manipulação, podemos ver que a aceleração da gravidade não depende da massa do objeto.
Resposta
Um objeto pesado não acelera mais do que um objeto leve quando ambos estão caindo livremente porque a aceleração devido à gravidade é a mesma para ambos e é independente da massa do objeto.