Um paraquedista de massa
salta de uma aeronave que se movimenta lentamente e atinge velocidade terminal de
. Qual é a força de arrasto sobre o paraquedista quando a velocidade é (b)
?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O problema fala sobre um paraquedista com massa de
que salta de uma aeronave e atinge a velocidade terminal de
. O que a gente precisa descobrir aqui é qual é a força de arrasto (ou resistência do ar) atuando sobre ele quando ele está nessa velocidade de
. Vamos usar conceitos de forças em equilíbrio para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que, quando o paraquedista atinge a velocidade terminal, ele está em equilíbrio de forças. Isso significa que a força para baixo, que é o peso dele, está igualada pela força para cima, que é a força de arrasto do ar.
A força peso (
) pode ser calculada usando a fórmula:
onde:
-
é a massa ( ) -
é a aceleração da gravidade ( )
Como as forças estão equilibradas na velocidade terminal:
sendo
a força de arrasto que estamos procurando.
Passo 3
Agora, vamos calcular o peso do paraquedista:
Como
, a força de arrasto também será
.
Resposta
A força de arrasto sobre o paraquedista a
é de
.