Um objeto cai a partir do repouso num fluido que impõe uma força de arraste sobre ele. Pode-se afirmar que: Escolha a afirmação correta:
A. A força peso cresce com o tempo
B. Nenhuma das demais alternativas
C. A força de arraste é constante
D. A força de arraste é nula no início do movimento
E. A força de arraste diminui com o tempo
Passo 1
A força de arraste num fluido normalmente se relaciona com a velocidade da partícula. Ou seja, conforme a partícula se movimenta dentro do fluido, ela vai sofrer uma resistência no sentido contrário do movimento.
Então, vamos por etapas.
Inicialmente, a partícula está em repouso, portanto não há força de arraste sobre ela:
Conforme ela começa a se movimentar, aparece uma força de arraste contrária ao movimento:
E essa força de arraste vai aumentando conforme a velocidade vai aumentando.
Isso vai acontecer até que a força de arraste consiga equilibrar a força peso, nesse instante a partícula não tem mais aceleração e vai permanecer com essa velocidade terminal:
Vamos dar uma olhada nas alternativas.
Passo 2
A. A força peso cresce com o tempo
Bom, a força peso é aproximadamente constante na superfície da Terra, portanto essa afirmativa está errada.
Passo 3
C. A força de arraste é constante
Vimos que conforme a partícula ganha velocidade, o módulo da força de arraste vai aumentando.
Portanto, essa afirmativa também está errada.
Passo 4
D. A força de arraste é nula no início do movimento
Como a força de arraste depende da velocidade da partícula para existir, se a velocidade é nula, não há força de arraste.
Essa afirmativa está correta, sendo a nossa resposta.
Passo 5
E. A força de arraste diminui com o tempo
Como a velocidade da partícula aumenta com o tempo até se estabilizar na velocidade terminal, a força de arraste terá o mesmo comportamento.
Resposta
Letra (D)