Quando se joga uma pedra para cima ela sobe até certa altura e em seguida cai em direção ao solo de acordo com?

Esta lista de exercícios trata sobre os lançamentos horizontais, movimento em que um objeto parte de uma determinada altura com uma velocidade horizontal. Publicado por: Joab Silas da Silva Júnior

(Uncisal-AL) Num experimento, são utilizadas duas bolas de bilhar idênticas, um lançador de bolas horizontal e um ambiente com ar muito rarefeito, de maneira que os corpos em movimento apresentam resistência do ar desprezível. Por meio de sensores e fotografia estroboscópica, o experimento consiste em acompanhar o tempo de queda das duas bolas e caracterizar o tipo de movimento que elas descrevem durante a queda. As duas são colocadas numa mesma altura inicial (h), ficando a bola (B) sobre uma plataforma. A bola (A) é abandonada no mesmo instante que a bola (B) é lançada horizontalmente com velocidade V.

Assumindo que a aceleração da gravidade é constante, é correto afirmar que:

a) a bola (A) tem o tempo de queda menor que o tempo de queda da bola (B).

b) a bola (A) tem o tempo de queda maior que o tempo de queda da bola (B).

c) os tempos de queda das duas bolas são iguais e a bola (B) descreve um movimento uniforme.

d) as duas componentes da velocidade da bola (B) são descritas por um movimento uniforme variado.

e) os tempos de queda das duas bolas são iguais e a bola (A) descreve um movimento uniforme variado.

(Unic-MT) Considere uma pedra sendo lançada horizontalmente do alto de um edifício de 125,0 m de altura, em um local onde o módulo da aceleração da gravidade é igual a 10 m/s2 e tendo um alcance horizontal igual a 10,0 m. Nessas condições, conclui-se que a velocidade com que a pedra foi lançada, em m/s, é igual a:

01. 2

02. 3

03. 4

04. 5

05. 6

Um objeto foi lançado horizontalmente do alto de um arranha-céu de 320 m de altura, com uma velocidade de 15 m/s. Determine o alcance horizontal do objeto.

a) 100 m

b) 120 m

c) 150 m

d) 130 m

e) 110 m

Determine o alcance horizontal, em metros, de um objeto que foi lançado horizontalmente de uma certa altura, com velocidade de 10 m/s, sabendo que o tempo de queda foi de 2,5 s.

a) 15

b) 20

c) 25

d) 28

e) 24

respostas

Letra E

O tempo de queda das bolas é determinado para o movimento vertical de ambas, que ocorre sob ação da aceleração da gravidade. Portanto, o tempo de queda será o mesmo para as bolas A e B, e a única diferença é que a bola B, além do movimento na vertical, executa um movimento na horizontal e para a direita. Caindo sob a ação da força da gravidade, o movimento da bola A é retilíneo e uniformemente variado.

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Gabarito: 01

Em primeiro lugar, deve-se determinar o tempo de queda da pedra. Esse tempo será encontrado pela equação que determina o tempo de queda no movimento de queda livre.

De posse do tempo gasto pelo objeto para chegar ao solo, pode-se determinar a velocidade de lançamento por meio da função horária da posição para o movimento retilíneo uniforme.

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Gabarito: Letra B

Em primeiro lugar, deve-se determinar o tempo de queda do objeto. Esse tempo será encontrado pela equação que determina o tempo de queda no movimento de queda livre.

De posse do tempo gasto pelo objeto para chegar ao solo, pode-se determinar o alcance por meio da função horária da posição para o movimento retilíneo uniforme.

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Gabarito: Letra C

Pode-se determinar o alcance pela função horária da posição para o movimento retilíneo uniforme.

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Leia o artigo relacionado a este exercício e esclareça suas dúvidas

Queda livre é um movimento vertical que consiste na queda dos corpos sem o efeito da força de atrito. Aqui na Terra alguns corpos que caem de pequenas alturas em relação ao chão fazem-no de maneira próxima a uma queda livre ideal.

Tópicos deste artigo

• 1 - O que é queda livre?
• 2 - Exemplos de queda livre
• 3 - Formulário de queda livre
  • Equação da velocidade do corpo na queda livre:
  • Equação da altura na queda livre:
  • Equação de Torricelli
• 4 - Gráficos da queda livre
• 5 - Exercícios resolvidos sobre queda livre

O que é queda livre?

O movimento de queda livre foi estudado pelo físico italiano Galileu Galilei. De acordo com os seus estudos, Galileu mostrou que corpos em queda livre, mesmo os de massas diferentes, chegariam ao chão ao mesmo tempo, pois estariam sujeitos à mesma aceleração. A queda livre é, portanto, um movimento descrito pelos corpos, abandonados a uma certa altura, que acontece exclusivamente pelo efeito da gravidade local. Nesse tipo de movimento, desconsideramos o efeito das forças de arraste ou atrito.

Veja também: 8 fórmulas de Física fundamentais para a prova do Enem

A queda livre é um movimento uniformemente variado, ou seja, um corpo em queda livre tem a sua velocidade aumentada a taxas constantes. Quando um corpo é abandonado em alturas próximas à superfície da Terra, a velocidade em que ele cai aumenta a uma taxa de 10 m/s, o que é o mesmo que dizer que a aceleração da gravidade terrestre é de 10 m/s², cerca de 36 km/h a cada segundo.

Exemplos de queda livre

Quaisquer corpos pesados e que tenham uma pequena área de contato com o ar podem descrever um movimento muito próximo àquilo que se entende por queda livre, caso solto em pequenas alturas em relação ao solo. Confira alguns exemplos:

• Uma bola de boliche solta à altura do quadril;

• Um livro pesado que cai da superfície de uma mesa;

• Uma chave de roda que cai do porta-malas de um carro;

• Um aparelho celular que cai do bolso de uma jaqueta.

Apesar de serem movimentos muito próximos à situação de uma queda livre, ela só acontece de fato em corpos que são abandonados no vácuo em regiões onde exista aceleração gravitacional.

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Formulário de queda livre

Na queda livre, assumindo que o corpo é abandonado a certa altura, ou seja, encontra-se inicialmente em repouso, as equações a serem utilizadas serão estas:

• Equação da velocidade do corpo na queda livre:

v – velocidade de queda (m/s)

g – aceleração da gravidade (m/s²)

t – intervalo de tempo (s)

A equação acima é usada para determinar a velocidade em que um corpo move-se durante o movimento de queda livre. Para tanto, basta multiplicar o tempo de queda, medido em segundos, com o módulo da aceleração da gravidade.

• Equação da altura na queda livre:

A equação a seguir relaciona a altura de queda com o intervalo de tempo:

H – altura (m)

Por meio da equação mostrada acima, é possível determinar tanto a altura quanto o tempo de queda de um corpo em queda livre.

• Equação de Torricelli

Além das duas fórmulas mostradas, podemos utilizar uma equação que relaciona a velocidade de queda com a altura, a equação de Torricelli.

Veja também: Tudo o que você precisa saber sobre as Leis de Newton

Gráficos da queda livre

Como o movimento de queda livre é do tipo uniformemente variado, os seus gráficos de velocidade e posição são, respectivamente, uma reta ascendente e uma parábola, com a concavidade voltada para cima. Veja:

Exercícios resolvidos sobre queda livre

Questão 1) Sabendo que um corpo leva 2 s para chegar ao chão após ter sido abandonado a uma altura H em relação ao solo, calcule a altura em que esse corpo foi abandonado, em metros.

a) 20 m

b) 15 m

c) 30 m

d) 40 m

e) 80 m

Gabarito: Letra A

Resolução:

O exercício pede que calculemos a altura de queda e nos informou o tempo. Dessa maneira, basta utilizar a fórmula que relaciona essas duas grandezas.

Questão 2) Uma bola de basquete é abandonada a uma altura de 5 metros em relação ao chão. Se essa bola estiver movendo-se em queda livre, qual será a velocidade da bola, em km/h, imediatamente antes de tocar o chão?

a) 50 km/h

b) 10 km/h

c) 36 km/h

d) 15 km/h

e) 10 km/h

Gabarito: Letra C

Resolução:

O exercício pede que achemos a velocidade da bola, no entanto, seu enunciado não nos informa o tempo de queda, por isso, usaremos a equação de Torricelli, como mostrado no cálculo a seguir:

Após encontrar uma velocidade de 10 m/s, foi necessário multiplicar o resultado pelo fator 3,6 para transformá-lo para a unidade de quilômetros por hora.

Questão 3) Um objeto é abandonado a certa altura em relação ao solo, descrevendo um movimento de queda livre. Admitindo que a aceleração da gravidade local seja de 10 m/s², qual é o tempo, em segundos, necessário para que esse objeto atinja uma velocidade de 108 km/h?

a) 2 s

b) 4 s

c) 3 s

d) 5 s

e) 8 s

Gabarito: Letra C

Resolução:

O exercício pede que calculemos o tempo necessário para que um corpo em queda livre atinja uma velocidade de 107 km/h. Para fazermos esse cálculo, transformaremos a unidade de km/h para m/s, dividindo essa velocidade por 3,6; em seguida, utilizaremos a fórmula da velocidade na queda livre:

Por Me. Rafael Helerbrock

Quando você joga uma pedra para cima ela sobe até uma certa altura e depois retorna ao solo por que isso acontece?

Que transformação de energia ocorre durante a subida da Pedra?

Quanto ao movimento de um corpo lançado verticalmente para cima e submetido somente a ação da gravidade é correto afirmar que?

Quando podemos dizer que um corpo tem aceleração?