Lista de Exercícios Resolvidos de Força de Arraste e Velocidade Terminal

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Calcule a razão entre a força de arrasto experimentada por um avião a jato voando a 1000   k m / h a uma altitude de 10   k m e a força de arrasto experimentada por um avião com metade da velocidade e a metade da altitude. A densidade do ar é de 0,38   k g / m 3 a 10   k m e 0,67   k g / m 3 a 5   k m . Suponha que os aviões possuem a mesma área de seção reta efetiva e o mesmo coeficiente de arrasto C .

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Qual é a velocidade terminal de uma bola esférica de 6,00   k g que possui um raio de 3,00   c m e um coeficiente de arrasto de 1,6 ? A massa específica do ar no loca onde a bola está caindo é 1,20   k g / m 3 .

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A velocidade terminal de um pára-quedista é de 160   k m / h na posição de águia e 310   k m / h na posição de mergulho de cabeça. Supondo que o coeficiente de arrasto C do pára-quedista não mude de uma posição para outra, determine a razão entre a área da seção reta efetiva na posição de menor velocidade e a área na posição de maior velocidade.

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Calcule o módulo da força de arrasto a que está sujeito um míssil de 53   c m de diâmetro voando a 250   m / s em baixa altitude. Suponha que a massa específica do ar é de 1,2   k g / m 3 e o coeficiente de arrasto C é de 0,75 .

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Dois objetos esféricos, ambos com massa m , estão caindo sob a ação da gravidade. O ar exerce uma força de resistência nas duas esferas no sentido oposto aos seus movimentos com magnitude F 1 → = b 1 v 1 2 e F 2 → = b 2 v 2 2 , respectivamente, sendo b 2 = 2 b 1 . Suponha que a velocidade terminal do objeto 1 seja V f , qual é a velocidade terminal do objeto 2?

a) 2 V f

b) 2 V f

c) V f

d) 2 2 V f

e) Nenhuma das anteriores

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Uma bola é lançada verticalmente para cima a uma velocidade inicial v0, sobe até uma altura máxima e retorna ao ponto de lançamento. Considerando a força de arraste, é correto afirmar que:

a) a velocidade final da bola é igual à v0, porém com direção invertida.

b) o módulo da aceleração é máximo logo após o lançamento, sendo maior que g.

c) a força de arraste aponta sempre na mesma direção e sentido em toda a trajetória da bola.

d) o módulo da aceleração é menor que g durante todo o trajeto

e) o valor máximo da força de arraste ocorre no ponto de altura máxima.

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Uma bola é lançada verticalmente para cima a uma velocidade inicial v0, sobe até uma altura máxima e retorna ao ponto de lançamento. Considerando a força de arraste, é correto afirmar que:

a) a velocidade final da bola é igual à v0, porém com direção invertida.

b) o módulo da aceleração é máximo logo após o lançamento, sendo maior que g.

c) a força de arraste aponta sempre na mesma direção e sentido em toda a trajetória da bola.

d) o módulo da aceleração é menor que g durante todo o trajeto

e) o valor máximo da força de arraste ocorre no ponto de altura máxima.

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9 . Uma bola é lançada verticalmente para cima a uma velocidade inicial v 0 , sobe até uma altura máxima e retorna ao ponto de lançamento. Considerando a força de arraste, é correto

afirmar que:

a ) a força de arraste aponta sempre na mesma direção e sentido em toda a trajetória da bola.

b ) a velocidade final da bola é igual à v 0 , porém com direção invertida.

c ) o módulo da aceleração é máximo logo após o lançamento, sendo maior que g.

d ) o módulo da aceleração é menor que g durante todo o trajeto.

e ) o valor máximo da força de arraste ocorre no ponto de altura máxima.

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Uma esfera de aço é solta de cima de um prédio. A força de arraste neste caso tem a forma F → = b v , onde v é a velocidade da esfera. Qual deve ser a velocidade terminal desta partícula?

  1. m g b
  2. m g
  3. m g b
  4. m g b
  5. N e n h u m a   d a s   a n t e r i o r e s

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A força de resistência   F do ar sobre uma massa obedece à equação F = b v 2 , onde v é a velocidade da massa, para o intervalo de velocidades estudado em um experimento. Um gráfico de F (em N ) em função de v 2 (em m / s 2 ) é mostrado abaixo. Qual é o valor aproximado de b ?

(a) 1,2   k g / m

(b) 1,7   k g / m

(c) 3,5   k g / m

(d) 3   k g / m

(e) 5   k g / m

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Julgue as afirmações abaixo sobre a força de arraste, ou resistência do ar.

I.Se a resistência do ar não é desprezível, então dois corpos com o mesmo formato, mas massas diferentes, demoram tempos diferentes para cair de uma mesma altura.

II.Um projétil lançado verticalmente para cima demora mais tempo em seu movimento ascendente do que em seu movimento descendente devido ao efeito da resistência do ar.

III.A força de resistência do ar tem sempre sentido contrário ao da gravidade.

(A) Apenas a afirmação I está correta.

(B) Apenas as afirmações II e III estão corretas.

(C) Apenas as afirmações I e III estão corretas.

(D) Apenas a afirmação II está correta.

(E) Apenas as afirmações I, II e III estão corretas.

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No salto de um paraquedista de um avião, após a abertura de seu paraquedas, ele atinge uma rapidez constante, denominada rapidez terminal. Isto ocorre porque

(A) a aceleração dele é igual à aceleração da gravidade.

(B) o módulo da força de resistência do ar sobre ele é nula.

(C) o módulo da força de resistência do ar sobre ele é igual a g.

(D) a sua rapidez é igual a g.

(E) o módulo da força de resistência do ar sobre ele é igual ao seu peso.

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Um objeto cai a partir do repouso num fluido que impõe uma força de arraste sobre ele. Pode-se afirmar que: Escolha a afirmação correta:

A. A força peso cresce com o tempo

B. Nenhuma das demais alternativas

C. A força de arraste é constante

D. A força de arraste é nula no início do movimento

E. A força de arraste diminui com o tempo

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Uma esfera de aço é solta em uma cuba com óleo. A força de arraste nesse caso tem a forma F A = b c , onde c é a velocidade da esfera. Qual deve ser a velocidade terminal da partícula?

A. m g

B. m g / b

C. m g b

D. m g b

E. nenhuma das anteriores

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Um objeto em queda sujeito à ação da gravidade experimenta uma força de arrasto devido à resistência do ar. Qual afirmação é falsa?

a) A força de arrasto depende da velocidade do objeto.

b) Quanto mais rápido a bola cai, mais intensa será a resistência ao ar.

c) A energia mecânica do objeto é conservada.

d) A velocidade do objeto irá atingir um valor máximo e, em seguida, para de mudar.

e) A força resultante do objeto poderá atingir o valor nulo.

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Uma bola cai sob a influência da gravidade. Há uma força F de arrasto atuando na bola com magnitude dada por F   =   b v , onde v é a velocidade da bola e b é uma constante positiva. A magnitude da aceleração da bola em qualquer momento, é igual a:

  1. b v / m
  2. g   -   b v / m
  3. g + b v / m
  4. g / b
  5. g

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Uma bola de futebol é atirada para cima, com velocidade inicial unicamente na direção vertical. Sabendo que a força de resistência exercida pelo ar sobre a bola não pode ser desprezada, quanto vale a aceleração da bola no instante em que atinge o seu ponto mais alto?

Dado: g = 9,80   m / s 2

(a) zero.

(b) 9,8   m / s 2 , para baixo.

(c) 9,8   m / s 2 , para cima.

(d) Impossível determinar sem saber a magnitude da velocidade inicial.

(e) Impossível determinar sem saber o coeficiente de atrito com o ar.

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Conteúdos Complementares

Fórmulas de Força de Arraste e Velocidade Terminal

Fórmula da Força de Arrasto