- Se um astronauta deixar cair um martelo e uma pena na Lua, o que será observado? Justifique.
Passo 1
O enunciado diz que um astronauta deixa cair, simultaneamente, um martelo e uma pena na superfície da Lua. O conteúdo envolvido é “queda livre” sob gravidade e “leis de Newton”, e vamos precisar usar que, na ausência de atmosfera, a aceleração de queda independe da massa dos corpos.
Passo 2
Na Lua a aceleração da gravidade vale aproximadamente
A única força que age sobre cada objeto é o peso
Passo 3
Pela segunda lei de Newton temos
e, portanto,
Note que
não depende de
.
Passo 4
Na Lua não há atmosfera, isto é, não existe força de arrasto sobre a pena nem sobre o martelo. Logo ambos sofrem apenas a força peso e têm a mesma aceleração constante
, partindo do repouso.
Passo 5
Em queda livre sem resistência do ar, a distância percorrida em função do tempo é
a mesma para martelo e pena. Por isso eles caem lado a lado e atingem o solo ao mesmo tempo.
Resposta
Verá o martelo e a pena caindo juntos e atingindo o solo simultaneamente, pois na Lua a aceleração da gravidade é a mesma para ambos e não há resistência do ar.