Uma gota de chuva cai verticalmente de uma nuvem, chegando ao solo em 25 s.
a) Considerando que a aceleração da gravidade vale 10 m/s² e desprezando os efeitos de resistência do ar, qual seria a velocidade da gota de chuva ao atingir o solo?
b) Explique por que, em uma situação como essa, a falta de resistência do ar poderia ser perigosa.
a) Considerando que a aceleração da gravidade vale 10 m/s² e desprezando os efeitos de resistência do ar, qual seria a velocidade da gota de chuva ao atingir o solo?
b) Explique por que, em uma situação como essa, a falta de resistência do ar poderia ser perigosa.
Passo 1
Vamos lá! A questão fala sobre uma gota de chuva que cai da nuvem até o chão em 25 segundos. O conteúdo aqui envolve cinemática, especificamente o estudo do movimento com aceleração constante. Para resolver, vamos usar a fórmula da velocidade final em um movimento uniformemente acelerado, considerando a aceleração da gravidade e ignorando a resistência do ar.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar a fórmula para a velocidade final (
) de um objeto que parte do repouso e acelera uniformemente:
Onde:
-
é a aceleração (no caso, a aceleração da gravidade, que é ) -
é o tempo de queda (25 segundos)
Passo 3
Agora, vamos substituir os valores na fórmula:
Passo 4
Agora, para a segunda parte da questão, precisamos entender por que a ausência de resistência do ar pode ser perigosa nesse cenário. Aqui, estamos falando sobre força e segurança em movimentos que envolvem quedas livres.
Passo 5
A resistência do ar atua como uma força oposta à queda, reduzindo a velocidade final que o objeto atinge. No nosso exemplo, ignorar essa resistência faz com que a velocidade calculada seja muito maior do que na realidade.
Passo 6
Sem a resistência do ar, a gota de chuva atinge uma velocidade extremamente alta (250 m/s), o que seria perigoso porque ao impactar o solo, a energia liberada seria muito maior, podendo causar danos sérios.
Resposta
Sem a resistência do ar para diminuir a velocidade, a gota de chuva atingiria o solo com uma velocidade muito alta, aumentando o risco de causar danos ou ferimentos graves.