Queda Livre e Movimento Uniformemente Variado – Física Enem

Aprenda sobre Queda Livre e Movimento Uniformemente Variado. Saiba o que acontece com o corpo de um paraquedista durante o salto. É a Física te ajudando a entender e estudar para o vestibular e o Enem. A aula vai começar

Entenda as forças que atuam durante um salto de paraquedas. É um bom exemplo para você aprender Movimento Uniformemente Variado. Já imaginou a sensação de liberdade, aquele vento no rosto?  E a vista? Baita visual, o mar, ou o campo, enfim, deve ser mesmo uma vibe incrível. Vamos aprender para o Enem a Física envolvida aí.

Movimento de Queda Livre e Lançamento Vertical:

Chama-se Queda Livre o movimento vertical, próximo à superfície da Terra, onde um corpo de massa m é abandonado no vácuo ou em uma região onde desprezamos a resistência do ar.

Queda Livre
Paraquedistas em queda livre – Fonte: Google Search

MUV – A queda livre é um movimento uniformemente variado, sua aceleração é constante e igual a 9,8 m/s2 (ao nível do mar), chamada de aceleração gravitacional, popularmente também chamada de aceleração da gravidade.

 Dica 1:  Você sabe o que significa “Movimento Uniformemente Variado”? Não? Então acesse o seguinte post do Blog do Enem https://blogdoenem.com.br/fisica-enem-movimento-uniforme/ Movimento Uniformemente Variado

Aceleração na Queda Livre – Na queda, o módulo da velocidade do corpo aumenta, ou seja, o movimento é acelerado. Portanto, o sinal da aceleração é positivo, como demonstra a figura abaixo:2

A seguir colocamos algumas fórmulas importantes para você entender matematicamente a queda livre.

Equação horária do espaço na queda livre:

  • 3
  • Descritivo da Fórmula onde: g é a aceleração da gravidade
  • t  é o tempo de queda.
  • S  é a altura

Equação horária da velocidade na queda livre:

  • 4
  • Descritivo da Fórmula onde: v é a velocidade

Equação de Torricelli para a queda livre.

5

Lançamento Vertical

Quando um corpo é arremessado para cima ou para baixo, com uma velocidade inicial não nula, chamamos o movimento de Lançamento vertical. Esse movimento também é um movimento uniformemente variado (M.U.V.) como na queda livre, em que a aceleração é a da gravidade. É exatamente este o movimento que um paraquedista ao realizar o seu salto. Sua velocidade não é nula, e após o salto sua aceleração passa a ser a aceleração da gravidade.

Lançamento vertical para cima – À medida que um corpo lançado para cima sobe, sua velocidade escalar diminui até que se anule no ponto de altura máxima. Isso ocorre porque o movimento é retardado, ou seja, o movimento se dá contra a ação da gravidade.6

 

Lançamento vertical para baixo – Ao contrário do lançamento vertical para cima, estudado acima, o lançamento vertical para baixo é um movimento acelerado, pois ele está na mesma direção e sentido da aceleração gravitacional. Assim, a velocidade de um corpo lançado verticalmente para baixo aumenta à medida que o corpo desce.

Fórmulas Importantes: As funções horárias do lançamento vertical são:

  • Função horária do espaço
  • 7
  • Equação de Torricelli
  • V2 = V02 + 2a . ΔS

Para o lançamento vertical para baixo, a aceleração é positiva (g > 0), enquanto que o lançamento vertical para cima, possui a aceleração negativa, ou seja, (g < 0).

Veja um pequeno vídeo no youtube, com o professor Francisco Medeiros para você fixar o assunto: https://www.youtube.com/watch?v=zmMtCbw3-GQ&spfreload=10

Agora abaixo você tem exercícios sobre Movimento Vertical e Queda Livre. Eles já possuem as respostas, mas eu desafio você. Tente encontrar outras formas de resolver as questões, compare as duas, verifique as diferenças e post aqui no Blog. Tenho absoluta certeza de que você irá aprender muito mais assim. Um abração e nos encontramos aqui no Blog do Enem.

EXERCÍCIOS:

1 – (PUC-RIO 2009) Uma bola é lançada verticalmente para cima. Podemos dizer que no ponto mais alto de sua trajetória:

a) A velocidade da bola é máxima, e a aceleração da bola é vertical e para baixo.

b) A velocidade da bola é máxima, e a aceleração da bola é vertical e para cima.

c) A velocidade da bola é mínima, e a aceleração da bola é nula.

d) A velocidade da bola é mínima, e a aceleração da bola é vertical e para baixo

e) A velocidade da bola é mínima, e a aceleração da bola é vertical e para cima.

 

2 – (PUC-RIO 2008) Um objeto é lançado verticalmente para cima de uma base com velocidade v = 30 m/s. Considerando a aceleração da gravidade g = 10 m/s2 e desprezando-se a resistência do ar, determine o tempo que o objeto leva para voltar à base da qual foi lançado.

A) 3 s

B) 4 s

C) 5 s

D) 6 s

E) 7 s

 

3 – (PUC-RIO 2009) Um objeto é lançado verticalmente para cima, de uma base, com velocidade v = 30 m/s. Indique a distância total percorrida pelo objeto desde sua saída da base até seu retorno, considerando a aceleração da gravidade g = 10 m/s² e desprezando a resistência do ar.

A) 30 m

B) 55 m

C) 70 m

D) 90 m

E) 100 m

 

4 – (PUC-RIO 2008) Em um campeonato recente de vôo de precisão, os pilotos de avião deveriam “atirar” um saco de areia dentro de um alvo localizado no solo. Supondo que o avião voe horizontalmente a 500 m de altitude com uma velocidade de 144 km/h, e que o saco é deixado cair do avião, ou seja, no instante do “tiro” a componente vertical do vetor velocidade é zero, podemos afirmar que: (Considere a aceleração da gravidade g = 10m/s2 e despreze a resistência do ar)

A) o saco deve ser lançado quando o avião se encontra a 100 m do alvo;

B) o saco deve ser lançado quando o avião se encontra a 200 m do alvo;

C) o saco deve ser lançado quando o avião se encontra a 300 m do alvo;

D) o saco deve ser lançado quando o avião se encontra a 400 m do alvo;

E) o saco deve ser lançado quando o avião se encontra a 500 m do alvo.

 

5 – (PUC-RIO 2008) Uma bola é lançada verticalmente para cima, a partir do solo, e atinge uma altura máxima de 20 m. Considerando a aceleração da gravidade g = 10 m/s², a velocidade inicial de lançamento e o tempo de subida da bola são:

A) 10 m/s e 1s

B) 20 m/s e 2s

C) 30 m/s e 3s

D) 40 m/s e 4s

E) 50 m/s e 5s

 

GABARITO

1 – D              2 – D              3 – D              4 – D              5 – B

 

Os textos e imagens acima, foram elaborados, pelo Professor Wesley Oliveira, para o Blog do ENEM, Wesley é formado em Física, pela Pontifícia Universidade Católica de São Paulo, e em Matemática pela UNISA – Universidade de Santo Amaro – São Paulo. Ministra aulas de Física e Matemática em escolas de São Paulo e da grande Florianópolis desde 2000. Facebook: https://www.facebook.com/profile.php?id=100011187033321