Enunciado
Física - Hewitt - Física Conceitual- Ed: 12º - Capítulo 3.Pense e Explique - Ex. 61
Suponha que um objeto caindo em queda livre fosse equipado com um velocímetro. Quanto aumentariam as leituras de sua rapidez a cada segundo de queda?
Passo 1
O conceito de queda livre é dado por: “quando um objeto está caindo sem enfrentar qualquer impedimento e cai sob influência da gravidade, o objeto encontra-se em estado de queda livre”. Os resultados experimentais são coerentes com a equação que Galileu deduziu a partir dos planos inclinados:
Assim, tendo um objeto caindo em queda livre com velocidade , durante um tempo , e considerando a aceleração da gravidade como sendo a única aceleração agindo sobre o corpo, podemos expressar a velocidade adquirida (medida pelo velocímetro) como:
Passo 2
Com essa equação em mãos, podemos substituir os valores dados no enunciado. Precisaremos do tempo de queda e da aceleração no corpo. A aceleração, como explicado no passo 1, é a aceleração da gravidade que tem valor aproximado de
e o tempo fornecido pelo enunciado é de
Passo 3
Substituindo os valores na equação para a velocidade adquirida, podemos obter o quanto o velocímetro equipado no objeto em queda livre aumenta sua medida a cada segundo de queda:
Resposta
O velocímetro lê uma velocidade de aproximadamente a cada segundo de queda.