Aula 12 - Queda livre dos Corpos
Autor: Neivaldo Lúcio Rosa de Oliveira | Publicado: 2009-10-03T12:38:00-07:00

Queda Livre dos Corpos"Todos os corpos caem livremente com a mesma aceleração. " Denomina-se queda livre o movimento de subida ou descida que os corpos realizam no vácuo ou quando desprezamos a resistência do ar.Quando lançamos um corpo verticalmente para cima notamos que ele sobe até uma certa altura e depois cai porque é atraído pela Terra, o mesmo acontece quando largamos um corpo de determinada altura (como a menina soltando a bolinha). Os corpos são atraídos pala Terra porque em torno dela há uma região chamada campo gravitacional exercendo atração sobre eles. Pense nesta situação descrita abaixo:Pegue a sua borracha e uma folha de papel e largue as duas de uma mesma altura ao mesmo tempo. Quem chegou primeiro? Agora amasse bem a folha de papel e repita o experimento. E agora houve muita diferença de tempo entre as quedas ou os dois objetos caíram praticamente juntos?Se não houvesse a resistência do ar, todos os corpos, de qualquer peso ou forma, abandonados da mesma altura, nas proximidades da superfície da Terra, levariam o mesmo tempo para atingir o solo. Esse movimento é conhecido como queda livre. O movimento de queda livre é uniformemente acelerado. A trajetória é retilínea, vertical e a aceleração é a mesma para todos os corpos, a aceleração da gravidade, cujo valor é, aproximadamente, g=9,8 m/s² . Funções do Movimento de Queda LivreNo movimento de queda livre, a trajetória é retilínea e a aceleração constante. Trata-se portanto de um movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV), e as funções que descrevem o movimento de queda livre são as mesmas que descrevem o MRUV, com a diferença que a queda livre ocorre sempre no eixo vertical vamos associar a variável correspondente a posição a variável y (que está associada ao eixo vertical das ordenadas).Vamos estabelecer um sistema de referência com o eixo vertical crescente para cima apartir da origem (geralmente fixada no solo). Como a aceleração da gravidade é orientada verticalmente para baixo (sentido oposto ao sentido positivo do eixo que atribuímos no nosso sistema de referência), terá seu valor sempre negativo. g= (-) Velocidade em Relação ao tempo: V=V0 – g.tPosição em Relação ao tempo: h=g.t²/2OBS: Para facilitar enormemente os cálculos adotaremos o valor aproximado de 10m/s² para a aceleração da gravidade terrestre próxima da superfície do planeta.Variação da GravidadeVeja a Variação da Gravidade - Localização g aproximado (m/s²)equador 9,78 m/s²pólos 9,83 m/s² 10km de altitude 9,78 m/s²100km de altitude 9,57 m/s²300km de altitude 8,80 m/s²1 000km de altitude 7, 75 m/s²5 000km de altitude 3,71 m/s²10 000km de altitude 1,94m/s²  Este valor da aceleração varia um pouco com a altura em que o corpo se encontra, mas como esta variação é muito pequena, acabamos desprezando-a aqui. Veja na tabela ao lado como a aceleração da gravidade muda muito pouco com a altura. Só para você ter uma idéia das alturas, os aviões costumam voar a 10km de altitude, e a órbita do ônibus espacial fica mais ou menos a 300km de altitude.   Exercícios de Fixação - Queda Livre01) Um objeto cai do alto de um edifício, gastando 7s na queda. Calcular com que velocidade atinge o solo (g=10 m/s2). 02) Uma menina, na margem de um rio, deixa cair uma pedra que demora 5s para chegar à superfície da água. Sendo a aceleração local da gravidade igual a g=10 m/s², determine a distância percorrida pela pedra.03) Num planeta fictício, a aceleração da gravidade vale g=25 m/s². Um corpo é abandonado de certa altura e leva 7s para chegar ao solo. Qual sua velocidade no instante que chega ao solo?03) Um gato consegue sair ileso de muitas quedas. Suponha que a maior velocidade com a qual ele possa atingir o solo sem se machucar seja 8 m/s. Então, desprezando a resistência do ar, qual a altura máxima de queda para que o gato nada sofra? ( g=10 m/s²).04) Em um brinquedo de um parque de diversão o carrinho cai em queda livre por 3 segundos. Considerando a aceleração no local igual a 9,8 m/s2, que distância o carrinho percorre nesse intervalo de tempo?05) Calcule a altura de queda de um corpo sabendo que este corpo demorou 15 s para atingir o solo. (g=10m/s²).06) Quanto tempo um paraquedista demora para atingir o solo sabendo que ele saltou de um avião a um altura de 400 m? (g=10m/s²).07) se um objeto demorou 10s paratingir o solo qual foi a sua velocidade ao atingir o solo?08) Do alto de uma torre, um garoto deixa cair uma pedra, que demora 2s para chegar ao solo. Qual a altura dessa torre?09) calcule o tempo de queda de um objeto, sabendo que ele caiu de uma altura de 400m. Qual é a velocidade ao atingir o solo? g=10m/s²10) Determine a velocidade de um paraquedista que demorou 3,5s para atingir o solo. Qual foi a altura de queda?  Fonte: http://www.if.ufrgs.br/tex/fis01043/20041/Ghisiane/queda_dos_corpos.htmhttp://www.klickeducacao.com.br/2006/conteudo/pagina/0,6313,-1007-6499-,00.htmlhttp://br.geocities.com/saladefisica8/cinematica/quedalivre.htm