Exercícios Resolvidos de Força de Arraste e Velocidade Terminal

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Enunciado

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.

Passo 1

O que acontece quando o paraquedista salta do avião?

À todo instante ele vai estar sujeito à uma força peso P → apontando para baixo, com módulo:

P = m g

No instante inicial, essa é a única força atuando sobre ele:

Porém, a força de resistância do ar F a r é proporcional à velocidade do corpo e aponta no sentido contrário do movimento.

Então, quando o paraquedista começa a ganhar velocidade, essa força passa a atuar sobre ele para cima:

Mas conforme a velocidade do paraquedista aumenta, essa força vai ficando cada vez maior:

Até que ela chega a ter o mesmo módulo da força peso:

Quando isso acontece, a força resultante sobre o paraquedista é nula:

F R = 0

P - F a r = 0

F a r = P

Ou seja, o paraquedista para de ter uma aceleração para baixo e começa um movimento com velocidade constante, a famosa velocidade terminal hahah.

Então, o motivo disso acontecer é que a força de resistência do ar passa a ter o mesmo módulo da força peso, zerando a força resultante. Assim, ficamos com a letra (E).

Resposta

Letra (E)

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