Considere um objeto em queda livre sem resistência do ar.
(a) Escreva a equação que descreve o movimento
(b) Determine quanto tempo leva para o objeto atingir o solo
(c) Determine sua velocidade no instante de impacto
(a) Escreva a equação que descreve o movimento
(b) Determine quanto tempo leva para o objeto atingir o solo
(c) Determine sua velocidade no instante de impacto
Passo 1
O enunciado pede o estudo de um corpo em queda livre sem resistência do ar. Isso significa aceleração constante igual a
(para baixo). Vamos assumir que o objeto parte do repouso em uma altura inicial
(isto é,
e
). O conteúdo aqui é cinemática com aceleração constante.
Passo 2
Para aceleração constante
, a velocidade é obtida por integração:
A posição
fica
Passo 3
O tempo
para atingir o solo ocorre quando
. Assim,
Passo 4
A velocidade de impacto é
. Usando
e
, temos
O sinal negativo indica que o movimento é para baixo. Em módulo,
.
Resposta
(a) A equação do movimento é
(b) O tempo para atingir o solo é
(c) A velocidade no instante do impacto é