Um paraquedista caindo atinge velocidade terminal com seu paraquedas fechado. Depois que este é aberto, que parâmetros mudam para diminuir essa velocidade terminal?
Passo 1
Então, o que a gente tem aqui é um paraquedista que, durante a queda, atinge uma velocidade constante chamada de velocidade terminal quando o paraquedas está fechado. A pergunta é: quando ele abre o paraquedas, quais parâmetros mudam pra diminuir essa velocidade terminal? Vamos usar os conceitos de forças atuantes durante a queda e como elas influenciam a velocidade terminal para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é velocidade terminal. É a velocidade constante que um objeto atinge quando a força da gravidade (que puxa o objeto pra baixo) é equilibrada pela força de resistência do ar (que empurra pra cima). A fórmula para calcular a velocidade terminal (
) é:
Onde:
-
é a massa do objeto (no caso, o paraquedista), -
é a aceleração da gravidade, -
é a densidade do ar, -
é a área de seção transversal do objeto, -
é o coeficiente de arrasto.
Passo 3
Agora, vamos analisar o que acontece quando o paraquedas é aberto. Abrir o paraquedas aumenta a área de seção transversal (
), ou seja, o paraquedista ocupa mais espaço contra o ar. Além disso, o coeficiente de arrasto (
) também aumenta porque o paraquedas tem uma forma que cria mais resistência ao ar.
Passo 4
Quando a área (
) e o coeficiente de arrasto (
) aumentam, o denominador da fórmula da velocidade terminal fica maior. Como resultado, o valor de
diminui. Isso significa que a velocidade terminal do paraquedista diminui quando o paraquedas é aberto.
Resposta
Ao abrir o paraquedas, aumentam-se a área de seção transversal (
) e o coeficiente de arrasto (
), diminuindo assim a velocidade terminal.