Calcular a aceleração de queda livre considerando a aceleração gravitacional
Passo 1
O enunciado pede para calcular a aceleração de queda livre de um corpo, ou seja, a sua aceleração quando está sob a ação somente da força gravitacional. O conteúdo envolve a Lei da Gravitação Universal de Newton e a Segunda Lei de Newton. Para resolver, vamos usar:
- a força de atração gravitacional
- a relação entre força resultante e aceleração
Passo 2
A Lei da Gravitação Universal afirma que a força com que a Terra (massa
) atrai um corpo (massa
) a uma distância
do seu centro é
onde
é a constante gravitacional. Pela Segunda Lei de Newton, a força resultante sobre o corpo também é
Como, em queda livre, essa é a única força, igualamos as duas expressões e isolamos a aceleração
:
Esse
é a aceleração de queda livre, que normalmente chamamos de
.
Passo 3
Para o caso perto da superfície da Terra, usamos
Substituindo em
temos
Resposta
A aceleração de queda livre é