Responda as questōes abaixo de forma clara e sucinta:
Na área de dinâmica de particula, o que é velocidade terminal?
Na área de dinâmica de particula, o que é velocidade terminal?
Passo 1
O enunciado pede pra gente explicar, de forma clara e sucinta, o que é velocidade terminal na dinâmica de partículas. O conteúdo envolvido é a segunda lei de Newton aplicada a um corpo em queda, levando em conta duas forças principais:
• Peso (força da gravidade):
• Força de arrasto (resistência do ar): geralmente modelada como
Para resolver, a gente vai usar o princípio de equilíbrio de forças (aceleração zero) e mostrar como surge a expressão da velocidade terminal.
• Peso (força da gravidade):
• Força de arrasto (resistência do ar): geralmente modelada como
Para resolver, a gente vai usar o princípio de equilíbrio de forças (aceleração zero) e mostrar como surge a expressão da velocidade terminal.
Passo 2
Primeiro, lembra da segunda lei de Newton:
Quando o corpo cai e ainda está acelerando, o peso é maior que o arrasto (
) e a velocidade cresce. Mas, lá no final, a velocidade chega num ponto em que aceleração vira zero (
), pois peso e arrasto se igualam. Nesse instante a força resultante some:
Passo 3
Da equação de equilíbrio
é só isolar
pra achar a expressão da velocidade terminal:
Aqui:
• é a massa do corpo
• é a aceleração da gravidade
• é a constante de arrasto (depende da forma do objeto e do fluido)
•
•
•
Resposta
Velocidade terminal é a velocidade constante que um corpo em queda atinge quando a força peso (
) se equilibra perfeitamente com a força de arrasto do ar (
), de modo que a aceleração vira zero e ele passa a cair sem mudar mais de velocidade. Matematicamente: