Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 5.1 - Ex. 70
Uma paraquedista de massa pode reduzir sua rapidez até um valor constante de se orientar seu corpo horizontalmente e olhar direto para baixo com braços e pernas estendidos. Nessa posição, ela possui a máxima área transversal e, portanto, maximiza a força de arrasto do ar sobre ela. (a) Qual é a magnitude da força de arrasto na paraquedista? (b) Se a força é dada por , qual é o valor de ? (c) Em algum instante ela muda rapidamente para uma posição de “faca”, orientando seu corpo verticalmente com os braços apontando para baixo. Suponha que isso reduz o valor de para do valor nos itens (a) e (b). Qual é a aceleração no instante em que ela assume a posição de “faca”?
Passo 1
(a) No instante em que a paraquedista atinge a rapidez terminal as forças que agem sobre ela na vertical estão em equilíbrio:
Passo 2
(b) Agora vamos supor que , onde é a rapidez terminal de (ou ), então qual é o valor de ?
Passo 3
(c) Se o coeficiente é reduzido para do valor que acabamos de calcular, o novo valor de é o seguinte:
Agora vamos usar a segunda lei de Newton aplicada à direção vertical para descobrir a aceleração quando temos esse novo valor :
Como ela assume a posição de “faca” no instante em que , vamos continuar usando esse valor:
Resposta
(a) .
(b) .
(c) .