MOVIMENTO DE QUEDA LIVRE

Transcrição

1 I-MOVIMENTO DE QUEDA LIVRE II-MOVIMENTO DE QUEDA COM RESISTÊNCIA DO AR MOVIMENTO DE QUEDA LIVRE 1 1

2 QUEDA LIVRE A queda live é um movimento de um copo que, patindo do epouso, apenas está sujeito à inteacção gavítica (despezando-se a esistência do a). QUEDA LIVRE Não depende do movimento inicial dos objectos: Deixado cai do epouso Atiado paa baixo Atiado paa cima 3 O sentido de g coincide com o sentido abitado como positivo. O seu valo é positivo: g = + 9,8 m/s A foça gavítica e a velocidade da patícula têm a mesma dieção e sentido. Tata-se de um movimento etilíneo unifomemente aceleado. 4

3 QUEDA LIVRE QUEDA LIVRE RESISTÊNCIA DO AR DESPREZÁVEL O declive da eta é positivo se a aceleação fo positiva v = v + gt O sentido de g coincide com o sentido abitado como negativo. O seu valo é negativo: g = - 9,8 m/s A concavidade da paábola é paa cima se a aceleação fo positiva. v t 1 gt 5 6 3

4 QUEDA LIVRE RESISTÊNCIA DO AR DESPREZÁVEL LANÇAMENTO NA VERTICAL RESISTÊNCIA DO AR DESPREZÁVEL O declive da eta é negativo se a aceleação fo negativa A concavidade da paábola é paa baixo se a aceleação fo negativa (com g <). v t 1 gt v = v + gt (com g<) 7 A foça gavítica a velocidade inicial têm sentidos opostos. Po isso, na subida tata-se de um movimento etilíneo unifomemente etadado v = v + gt v t 1 gt 8 4

5 Execícios 1. Um copo é abandonado, a pati do epouso, de uma altua h = 45 m acima do solo teeste. Despeza a esistência do a e considea g = 1 m/s Detemina: a) O tempo de queda do copo até ao solo; b) O módulo da velocidade do copo no instante em ele atinge o solo.. Uma peda é abandonada de uma altua de 3, m acima do solo luna e gasta, s paa atingi o solo. a) Calcula o valo da aceleação da gavidade na Lua. b) Calcula a altua atingida pela peda no último segundo de queda c) Esboça o gáfico velocidade em função do tempo de queda e caacteiza o movimento. 9 Execícios 3. Uma pequena esfea é atiada veticalmente paa baixo de uma vaanda, com velocidade inicial de módulo 5 m/s e demoa 1, s a chega à ua. a) Detemina a altua da vaanda. b) Detemina o valo da velocidade da bola quando esta está a meia distância do chão. c) Se, agoa, a esfea fosse atiado veticalmente paa cima com velocidade, em módulo, igual a 5 m/s: i) Quanto tempo demoaia a chega ao chão? ii) Qual seia a distância total pecoida até passa pelo ponto de patida e até chega ao chão? 1 5

6 QUEDA LIVRE vs QUEDA COM RESISTÊNCIA DO AR APRECIÁVEL A esistência do a é despezável quando o copo cai de uma pequena altua, não atingindo gandes velocidades, e quando tem uma foma compacta. Queda sem esistência do a Queda com esistência do a De início, o paaquedista não abe o paaquedas. A esistência do a aumenta com a velocidade e, como esta ainda é pequena, o peso é maio do que a esistência do a ( F tem o sentido do movimento) e a velocidade aumenta. F P R a F movimento ectilíneo aceleado Fonte:

7 Mas a esistência do a aumenta com o aumento da velocidade e, muito apidamente, o módulo dessa foça iguala o do peso. A F R anula-se e, pela Lei da Inécia, a velocidade do copo deixa de vaia. movimento etilíneo unifome O paaquedista atingiu a 1ª velocidade teminal cujo módulo é ceca de Km h F P R a Quando se abe o paaquedas, devido à foma deste, com uma gande áea supeficial, a esistência do a aumenta muito (e apidamente), ficando mais F intensa que o peso do v paaquedista. Deste modo, F e v têm sentidos opostos, e a velocidade diminui. movimento etilíneo etadado 14 7

8 Ao diminui a velocidade, diminui também a foça de esistência do a, até que se atinge novamente uma situação em que esta é equilibada pelo peso. v F P R a Os gáficos das funções (t) e v(t) da figua efeem-se ao movimento descito nos diapositivos anteioes movimento etilíneo unifome É a segunda velocidade teminal cujo módulo é apenas Km h -1 ou menos A esta velocidade já se chega ao solo em seguança. 15 O movimento da queda de um copo com R a nunca é unifomemente vaiado! Isto deve-se ao facto da Ra não se constante vaia com a velocidade do copo (paa a mesma foma). 16 8

9 No gáfico v(t) Há linhas etas hoizontais (a azul), logo, com declive nulo. Os gáficos das funções (t) e v(t) da figua efeem-se ao movimento descito nos diapositivos anteioes Assim, v = const a = (MRU) Há uma uma cuva logo os declives das sucessivas tangentes vaiam e vaia a aceleação (MRA). 18 Execício 51 da pág. 4 do cadeno de execícios 18 9