- Como funciona um pára-quedas?
Passo 1
O enunciado pergunta “Como funciona um pára-quedas?”. O conteúdo envolve mecânica dos fluidos e dinâmica de queda livre: vamos precisar entender as duas forças principais que atuam no saltador ou na carga — o peso e a força de arrasto — e como o equilíbrio entre elas determina uma velocidade de descida segura.
Passo 2
A resistência do ar (força de arrasto) faz o papel de freio aerodinâmico e aponta para cima, contrária ao movimento. Para velocidades moderadas, modelamos essa força por
onde
– é o coeficiente de arrasto (depende do formato);
– é a densidade do ar;
– é a área projetada do pára-quedas aberta;
– é a velocidade de queda.
–
–
–
–
Passo 3
O peso do saltador (ou da carga) é a força gravitacional para baixo:
com
massa total e
aceleração da gravidade.
Passo 4
Assim que o pára-quedas se abre,
aumenta muito, elevando
. A desaceleração ocorre até que as duas forças se equilibrem (aceleração líquida zero). Na situação de regime (velocidade terminal
), tem-se
e daí
Passo 5
Logo após a abertura, o pára-quedas passa por uma desaceleração rápida pois
salta de um valor pequeno para um valor muito maior que o peso. À medida que
diminui,
também diminui até se igualar a
, estabelecendo a descida a uma velocidade constante e segura.
Resposta
Um pára-quedas funciona aumentando abruptamente a área
exposta ao ar, o que eleva a força de arrasto
até equilibrá-la com o peso
. Esse equilíbrio gera uma velocidade terminal
, reduzindo a velocidade de queda a um valor seguro.