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.

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