O que é o fenômeno de queda livre explique?

Quando lan�amos um corpo verticalmente para cima notamos que ele sobe at� uma certa altura e depois cai porque � atra�do pela Terra, o mesmo acontece quando largamos um corpo de determinada altura (como a menina soltando a bolinha). Os corpos s�o atra�dos pala Terra porque em torno dela h� uma regi�o chamada campo gravitacional exercendo atra��o sobre eles.

Vamos fazer o seguinte experimento:

Pegue a sua borracha e uma folha de papel e largue as duas de uma mesma altura ao mesmo tempo. Quem chegou primeiro?

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Fun��es do Movimento de Queda Livre
Lan�amento Vertical
Consequências da queda livre
Exemplo de exercício
Veja também:
Assuntos relacionados:
O que é o fenômeno de queda livre?
Qual a relação do fenômeno queda livre com o MRUV?
O que é queda livre Segundo Galileu?

Agora amasse bem a folha de papel e repita o experimento. E agora houve muita diferen�a de tempo entre as quedas ou os dois objetos ca�ram praticamente juntos?

Se n�o houvesse a resist�ncia do ar, todos os corpos, de qualquer peso ou forma, abandonados da mesma altura, nas proximidades da superf�cie da Terra, levariam o mesmo tempo para atingir o solo. Esse movimento � conhecido como queda livre. O movimento de queda livre � uniformemente acelerado. A trajet�ria � retil�nea, vertical e a acelera��o � a mesma para todos os corpos, a acelera��o da gravidade, cujo valor �, aproximadamente, g=9,8 m/s2 .

Aten��o: Denomina-se queda livre o movimento de subida ou descida que os corpos realizam no v�cuo ou quando desprezamos a resist�ncia do ar.

Quando � feito v�cuo no interior do tubo, a pluma e a pedra caem simultaneamente.

Fun��es do Movimento de Queda Livre

No movimento de queda livre, a trajet�ria � retil�nea e a acelera��o constante. Trata-se portanto de um movimento retil�neo uniformemente variado (MRUV), e as fun��es que descrevem o movimento de queda livre s�o as mesmas que descrevem o MRUV, com a diferen�a que a queda livre ocorre sempre no eixo vertical vamos associar a vari�vel correspondente a posi��o a vari�vel y (que est� associada ao eixo vertical das ordenadas).

Vamos estabelecer um sistema de refer�ncia com o eixo vertical crescente para cima apartir da origem (geralmente fixada no solo).

Como a acelera��o da gravidade � orientada verticalmente para baixo (sentido oposto ao sentido positivo do eixo que atribu�mos no nosso sistema de refer�ncia), ter� seu valor sempre negativo.

Velocidade em Rela��o ao tempo	V=V0 � g t
Posi��o em Rela��o ao tempo
Velocidade em Rela��o � posi��o	V2 = V20 -2g(Y-Y0)

Lan�amento Vertical

Quando atiramos um objeto para cima, ele sobe para sempre ou depois de um tempo ele desce? Costuma-se chamar de lan�amento vertical o lan�amento de um proj�til lan�ado verticalmente para cima,quando desprezamos a resist�ncia do ar ou quando o lan�amento � no v�cuo. Trata-se de um movimento de queda livre. Assumindo o mesmo sistema de refer�ncia que adotamos anteriormente, neste caso a gravidade continua orientada para baixo, podemos usar as mesmas fun��es que descrevem o movimento de queda livre para descrever o lan�amento vertical. Dessa forma a velocidade do proj�til ser� positiva, vai decrescendo em m�dulo at� o objeto parar ( quando inverte o sentido do movimento) onde sua velocidade � zero, mas a acelera��o da gravidade continua sendo a mesma! Depois da invers�o do movimento a velocidade passa a ser negativa (orientada para baixo) e aumenta em m�dulo.

Mecânica

Todos os corpos caem sobre a superfície terrestre com a mesma aceleração, independentemente de qual seja sua massa.

Queda livre é o termo utilizado para descrever o movimento de um corpo que cai, sujeito somente à força gravitacional terrestre. Esse movimento se caracteriza pela aceleração constante que os corpos em queda livre apresentam nas proximidades da superfície terrestre. A velocidade dos corpos em queda livre aumenta em 9,8 m/s a cada segundo. Esse valor é uma constante que recebe um nome específico, aceleração da gravidade, representado pelo símbolo g.

Se todos os corpos que caem o fazem com a mesma aceleração, pode-se concluir que todos levam o mesmo tempo para cair de certa altura até o solo, e, portanto, os seus movimentos de queda são idênticos. Isso ocorre porque a descrição de um MRUV só depende da aceleração e da velocidade inicial do corpo, cujo valor é zero (v0 = 0) na queda livre.

Na queda livre, o movimento do paraquedista é uniformemente acelerado.

Para simplificar o estudo dos movimentos dos corpos em queda livre, despreza-se o seu atrito com o ar.

As equações que descrevem o movimento de queda livre são as mesmas que as de qualquer movimento retilíneo uniformemente variado, considerando-se a = g = 9,8 m/s²; v0 = 0, com o corpo em repouso no início da queda.

Ao substituir esses dois valores na definição da aceleração, obtém-se:

E, ao fazer o mesmo com a equação do espaço, obtém-se:

Consequências da queda livre

Durante a queda de um corpo, o atrito com o ar resulta em uma força de resistência ao movimento de queda. Essa força depende da forma do corpo em movimento e da sua velocidade. Duas consequências resultam dessa observação. Os corpos, na Terra, apresentam tempos de queda distintos. Basta comparar a queda de duas folhas de papel, uma aberta e outra amassada, em forma de bola. A resistência do ar aumenta com a velocidade do corpo, por isso a aceleração do objeto em queda diminui com o aumento de sua velocidade, atingindo uma velocidade máxima, a partir da qual o corpo cairá em movimento retilíneo uniforme (MRU).

Exemplo de exercício

Quanto tempo uma moeda leva para chegar ao solo a partir de uma altura de 19,6 metros?

Do enunciado retiram-se os seguintes dados:

v0 = 0 m/s; a = g = 9,8 m/s²; s = altura = 19,6 m

Isola-se a incógnita t, para determinar o tempo de queda (t):

Substituindo os dados na equação anterior, obtém-se:

A moeda leva 2 s para atingir o solo.

Veja também:

Lançamento de Projéteis
MRUV – Movimento retilíneo uniformemente variado
MRU – Movimento retilíneo e uniforme
MCU – Movimento circular e uniforme

Assuntos relacionados:

O que é o fenômeno de queda livre?

Queda livre é o nome dado ao movimento de um objeto que é abandonado verticalmente, de forma que ele percorra uma trajetória em direção ao solo terrestre e sob influência de uma única força física: a gravidade.

Qual a relação do fenômeno queda livre com o MRUV?

Quando um corpo se encontra em movimento de queda livre, ele fica sujeito somente a uma única força, a força peso. A força peso que atua em um corpo em queda livra atua no mesmo sentido do movimento, portanto esse movimento é do tipo MRUV (movimento retilíneo uniformemente variado).

O que é queda livre Segundo Galileu?

Por volta do século XVII, o físico Galileu Galilei, ao introduzir o método experimental, chegou à conclusão de que quando dois corpos de massas diferentes, desprezando a resistência do ar, são abandonados da mesma altura, ambos alcançam o solo no mesmo instante.