Exercícios Resolvidos de Força de Arraste e Velocidade Terminal

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Enunciado

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

Passo 1

A força de arraste num fluido normalmente se relaciona com a velocidade da partícula. Ou seja, conforme a partícula se movimenta dentro do fluido, ela vai sofrer uma resistência no sentido contrário do movimento.

Então, vamos por etapas.

Inicialmente, a partícula está em repouso, portanto não há força de arraste sobre ela:

Conforme ela começa a se movimentar, aparece uma força de arraste F A contrária ao movimento:

E essa força de arraste vai aumentando conforme a velocidade vai aumentando.

Isso vai acontecer até que a força de arraste F A consiga equilibrar a força peso, nesse instante a partícula não tem mais aceleração e vai permanecer com essa velocidade terminal:

Vamos dar uma olhada nas alternativas.

Passo 2

A. A força peso cresce com o tempo

Bom, a força peso P → é aproximadamente constante na superfície da Terra, portanto essa afirmativa está errada.

Passo 3

C. A força de arraste é constante

Vimos que conforme a partícula ganha velocidade, o módulo da força de arraste vai aumentando.

Portanto, essa afirmativa também está errada.

Passo 4

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

Como a força de arraste depende da velocidade da partícula para existir, se a velocidade é nula, não há força de arraste.

Essa afirmativa está correta, sendo a nossa resposta.

Passo 5

E. A força de arraste diminui com o tempo

Como a velocidade da partícula aumenta com o tempo até se estabilizar na velocidade terminal, a força de arraste terá o mesmo comportamento.

Resposta

Letra (D)

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