Qual A Diferença Entre Queda Livre E Lançamento Vertical
Você já se perguntou qual é a diferença entre queda livre e lançamento vertical? Essas duas formas de movimento são muito semelhantes, mas existem algumas diferenças importantes entre elas. Neste artigo, vamos explorar essas diferenças e aprender mais sobre cada um desses movimentos.
1. Definição
Queda livre é o movimento de um objeto que cai verticalmente em direção à Terra, sem sofrer nenhuma resistência do ar. Já o lançamento vertical é o movimento de um objeto que é lançado para cima verticalmente e, em seguida, cai de volta para a Terra. A principal diferença entre os dois movimentos é que, na queda livre, o objeto está sendo puxado para baixo apenas pela gravidade, enquanto no lançamento vertical, o objeto está sendo puxado para baixo pela gravidade e também pela resistência do ar.
2. Velocidade
Em queda livre, a velocidade de um objeto aumenta constantemente à medida que ele cai. Isso ocorre porque a gravidade está puxando o objeto para baixo com uma força constante. Já no lançamento vertical, a velocidade de um objeto diminui gradualmente à medida que ele sobe. Isso ocorre porque a gravidade está puxando o objeto para baixo e a resistência do ar está empurrando o objeto para cima. Quando o objeto atinge o ponto mais alto de sua trajetória, sua velocidade é zero. A partir desse ponto, o objeto começa a cair de volta para a Terra e sua velocidade aumenta gradualmente à medida que ele cai.
3. Trajetória
Em queda livre, a trajetória de um objeto é uma linha reta vertical. Já no lançamento vertical, a trajetória de um objeto é uma parábola. Isso ocorre porque o objeto está sendo puxado para baixo pela gravidade e também pela resistência do ar. À medida que o objeto sobe, a resistência do ar empurra o objeto para trás, fazendo com que ele se curve. Quando o objeto atinge o ponto mais alto de sua trajetória, ele começa a cair de volta para a Terra e sua trajetória se curva novamente, desta vez para baixo.
4. Tempo de Percurso
O tempo de percurso de um objeto em queda livre é maior do que o tempo de percurso de um objeto em lançamento vertical. Isso ocorre porque, em queda livre, o objeto está sendo puxado para baixo apenas pela gravidade, enquanto no lançamento vertical, o objeto está sendo puxado para baixo pela gravidade e também pela resistência do ar. A resistência do ar retarda o movimento do objeto e faz com que ele leve mais tempo para cair.
5. Problemas
Aqui estão alguns problemas relacionados à queda livre e ao lançamento vertical:
- Um objeto é lançado para cima verticalmente com uma velocidade de 10 m/s. Qual é a altura máxima que o objeto atingirá?
- Um objeto cai verticalmente de uma altura de 100 m. Qual é a velocidade do objeto quando ele atinge o solo?
- Um objeto é lançado para cima verticalmente com uma velocidade de 10 m/s. Qual é o tempo de percurso do objeto?
6. Soluções
Aqui estão as soluções para os problemas acima:
- Para encontrar a altura máxima que o objeto atingirá, podemos usar a equação do movimento vertical uniformemente acelerado: $$v^2 = u^2 + 2as$$
Onde:
- v é a velocidade final do objeto
- u é a velocidade inicial do objeto
- a é a aceleração do objeto
- s é o deslocamento do objeto
No caso do lançamento vertical, a velocidade final do objeto é zero, a velocidade inicial do objeto é de 10 m/s, a aceleração do objeto é a gravidade (-9,8 m/s^2) e o deslocamento do objeto é a altura máxima que o objeto atingirá.
Substituindo esses valores na equação, obtemos:
$$0^2 = 10^2 + 2(-9,8)s$$ $$s = \frac{100}{19,6} = 5,1 m$$
Portanto, a altura máxima que o objeto atingirá é de 5,1 m.
- Para encontrar a velocidade do objeto quando ele atinge o solo, podemos usar a equação do movimento vertical uniformemente acelerado: $$v^2 = u^2 + 2as$$
Onde:
- v é a velocidade final do objeto
- u é a velocidade inicial do objeto
- a é a aceleração do objeto
- s é o deslocamento do objeto
No caso da queda livre, a velocidade inicial do objeto é de 0 m/s, a aceleração do objeto é a gravidade (-9,8 m/s^2) e o deslocamento do objeto é a altura de 100 m.
Substituindo esses valores na equação, obtemos:
$$v^2 = 0^2 + 2(-9,8)(100)$$ $$v^2 = -1960$$ $$v = \sqrt{-1960} = 44,3 m/s$$
Portanto, a velocidade do objeto quando ele atinge o solo é de 44,3 m/s.
- Para encontrar o tempo de percurso do objeto, podemos usar a equação do movimento vertical uniformemente acelerado: $$s = ut + \frac{1}{2}at^2$$
Onde:
- s é o deslocamento do objeto
- u é a velocidade inicial do objeto
- a é a aceleração do objeto
- t é o tempo de percurso do objeto
No caso do lançamento vertical, o deslocamento do objeto é a altura máxima que o objeto atingirá, a velocidade inicial do objeto é de 10 m/s, a aceleração do objeto é a gravidade (-9,8 m/s^2) e o tempo de percurso do objeto é o que queremos encontrar.
Substituindo esses valores na equação, obtemos:
$$5,1 = 10t + \frac{1}{2}(-9,8)t^2$$ $$0 = -4,9t^2 + 10t – 5,1$$
Resolvendo essa equação, obtemos:
$$t = 1,02 s \ \text{ou} \ t = -10,3 s$$
Como o tempo de percurso do objeto não pode ser negativo, a solução correta é:
$$t = 1,02 s$$
Portanto, o tempo de percurso do objeto é de 1,02 s.
7. Conclusão
Neste artigo, exploramos as diferenças entre queda livre e lançamento vertical. Aprendemos que a queda livre é o movimento de um objeto que cai verticalmente em direção à Terra, sem sofrer nenhuma resistência do ar, enquanto o lançamento vertical é o movimento de um objeto que é lançado para cima verticalmente e, em seguida, cai de volta para a Terra. Também aprendemos que a velocidade, a trajetória e o tempo de percurso de um objeto em queda livre são diferentes dos de um objeto em lançamento vertical.
Qual A Diferença Entre Queda Livre E Lançamento Vertical
Movimento com e sem resistência do ar.
- Resistência do ar.
A resistência do ar é a principal diferença entre queda livre e lançamento vertical.
Resistência do ar.
A resistência do ar é uma força que se opõe ao movimento de um objeto através do ar. Ela é causada pelo atrito entre o objeto e as moléculas de ar. A resistência do ar depende da velocidade do objeto, da área de superfÃcie do objeto e da densidade do ar.
Quanto maior a velocidade do objeto, maior a resistência do ar. Isso ocorre porque o objeto tem que empurrar mais moléculas de ar para fora do seu caminho. Quanto maior a área de superfÃcie do objeto, maior a resistência do ar. Isso ocorre porque o objeto tem mais moléculas de ar para empurrar para fora do seu caminho.
Quanto maior a densidade do ar, maior a resistência do ar. Isso ocorre porque há mais moléculas de ar para o objeto empurrar para fora do seu caminho. A resistência do ar pode ter um impacto significativo no movimento de um objeto. Por exemplo, um pára-quedas usa a resistência do ar para retardar a queda de uma pessoa. As asas de um avião usam a resistência do ar para gerar sustentação, o que permite ao avião voar.
Resistência do ar na queda livre e lançamento vertical
Na queda livre, um objeto cai verticalmente em direção à Terra, sem sofrer nenhuma resistência do ar. Isso ocorre porque o objeto está em vácuo. No lançamento vertical, um objeto é lançado para cima verticalmente e, em seguida, cai de volta para a Terra. A resistência do ar retarda o movimento do objeto e faz com que ele leve mais tempo para cair.
A resistência do ar também afeta a trajetória de um objeto em lançamento vertical. A resistência do ar faz com que o objeto se curve para trás à medida que ele sobe. Quando o objeto atinge o ponto mais alto de sua trajetória, ele começa a cair de volta para a Terra e sua trajetória se curva novamente, desta vez para baixo.
A resistência do ar é um fator importante a ser considerado no estudo do movimento de objetos. Ela pode ter um impacto significativo na velocidade, na trajetória e no tempo de percurso de um objeto.
