No mesmo instante em que a bala sai horizontalmente do cano de uma arma, você solta uma bala na mesma altura do cano. Desprezando a resistência do ar, qual das duas chegará primeiro ao solo? Explique.
Passo 1
Vamos entender o que está acontecendo aqui. Temos duas balas: uma é disparada horizontalmente de uma arma, e a outra é simplesmente solta da mesma altura ao mesmo tempo. Vamos usar os conceitos de movimento de projéteis e queda livre para resolver isso. Precisaremos considerar a aceleração da gravidade e entender como ela afeta ambas as balas.
Passo 2
Primeiro, vamos analisar a bala que foi disparada horizontalmente. Essa bala tem uma velocidade inicial na direção horizontal, mas na direção vertical, sua velocidade inicial é zero. A única força atuando na direção vertical é a gravidade, que vai fazer a bala acelerar para baixo com uma aceleração de
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Passo 3
Agora, vamos olhar para a bala que foi simplesmente solta. Essa bala também tem velocidade inicial zero na direção vertical e está apenas sob a influência da gravidade, acelerando para baixo com a mesma aceleração
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Passo 4
Como ambas as balas começam com a mesma velocidade inicial na direção vertical (que é zero) e são aceleradas igualmente pela gravidade, o tempo que cada uma leva para atingir o solo depende apenas da altura de onde foram soltas. Não importa a velocidade horizontal da primeira bala, pois isso não afeta o tempo de queda.
Resposta
Ambas as balas chegarão ao solo ao mesmo tempo.