Uma bola de futebol é atirada para cima, com velocidade inicial unicamente na direção vertical. Sabendo que a força de resistência exercida pelo ar sobre a bola não pode ser desprezada, quanto vale a aceleração da bola no instante em que atinge o seu ponto mais alto?
Dado:
(a) zero.
(b) , para baixo.
(c) , para cima.
(d) Impossível determinar sem saber a magnitude da velocidade inicial.
(e) Impossível determinar sem saber o coeficiente de atrito com o ar.
Passo 1
Para resolver essa questão, devemos prestar atenção em alguns detalhes sobre a força de resistência do ar.
A força de resistência do ar age sempre contra o movimento e só há resistência do ar quando o corpo está se movendo, ou seja, quando ele tem uma velocidade.
Então, só para a ideia ficar mais clara. Dá uma olhada aqui:
Na subida:
Na subida, a velocidade da bola está para cima, então a força de resistência do ar está para baixo.
Assim, a força resultante será maior que apenas a força peso , consequentemente, sua aceleração terá módulo maior que e aponta para baixo.
Na descida:
Na descida, a velocidade da bola está para baixo, então a força de resistência do ar está para cima.
Assim, a força resultante será a diferença entre a força peso e a força de resistência do ar , consequentemente, a aceleração resultante terá módulo menor que e aponta para baixo, inclusive, podendo ser nula dependendo da velocidade da bola.
Porém, o que acontece na altura máxima?
Na altura máxima, a velocidade da bola é nula, portanto ela não sofre ação da força de resistência do ar , restando apenas a ação da força peso .
Logo, a aceleração da bola nesse instante será igual à aceleração da gravidade , apontando para baixo.
Ficamos com a alternativa (b).
Resposta
Letra (b)