A queda livre de um corpo é um movimento no qual o corpo é abandonado de um certa altura e cai acelerado, exclusivamente por efeito da gravidade. No lançamento vertical, o corpo é lançado com uma velocidade inicial e sofre somente a aceleração da
gravidade. No estudo de ambos movimentos, será desprezada a força de resistência do ar. Assim, serão movimentos retilíneos com a aceleração constante (gravidade). Ou seja, são casos particulares de um MRUV. Portanto, serão aplicadas as mesmas equações do MRUV. 📚 Você vai prestar o Enem? Estude de graça com o Plano de Estudo Enem De Boa 📚 Nesse caso, como o corpo é abandonado, a velocidade inicial é zero, e a aceleração é a gravidade (g). Então, a equação horária da velocidade pode ser escrita como: \[ v=v_{0}+a\qquad t \qquad \xrightarrow{}\qquad v=g \qquad t \] A velocidade instantânea é diretamente proporcional ao tempo de queda. Além
disso, S-S0 (\(\Delta S\)) será a altura que o corpo terá percorrido durante certo tempo. Assim, pode-se escrever a equação horária da posição como: \[ S-S_{0}=v_{0}\qquad t + \dfrac{a\qquad t^{2}}{2} \qquad \xrightarrow{}\qquad H=\dfrac{g\qquad t^{2}}{2} \] Essa equação denota que a altura percorrida depende do quadrado do tempo de queda, ou seja, uma relação quadrática. Assim, o gráfico H x t será
uma parábola, como é esperado em um MRUV. Caso seja desejado o tempo de queda, basta isolar t na equação anterior, obtendo: \[ t=\sqrt{\dfrac{2H}{g}} \] É importante prestar atenção no referencial adotado. Nessa equação, H é a altura percorrida nos t segundos de queda, de cima para baixo. O referencial muda a diireção das forças. Ao aplicar essas equações, é muito comum aproximar a gravidade na superfície da Terra para g=10 m/s2. Se for considerada uma situação na Lua ou em outro planeta, a gravidade assumirá outro valor. Exemplo: uma pedra é abandonada do topo de um edifício
de 45 metros de altura. Determine:
Resolução:
Desse exemplo, percebe-se que em 3 segundos de queda, um corpo percorre 45 metros. A tabela abaixo correlaciona os tempos de queda mais comuns em problemas, com suas respectivas alturas (através da fórmula H=\frac{g t^{2}}{2}):
Ainda no exemplo anterior, foi visto que no primeiro segundo de queda a pedra percorreu 5 metros. É possível calcular o quanto ela percorreu no 2º e no 3º segundos de queda: Com t=2 segundos, têm-se H=20 metros. Ou seja, em dois segundos, o corpo percorreu 20 metros. Mas desses 20 metros, 5 já haviam sido percorridos no primeiro segundo. Assim, entre t=1 e t=2, a pedra percorreu 15 metros. Usando o mesmo raciocínio, entre t=2 e t=3 a pedra percorreu 45-20 = 25 metros. As distâncias percorridas a cada segundo extra de queda formam uma progressão aritmética, de razão igual à aceleração, que tem relação com a P.A. de Galileu.
🎯 Simulador de Notas de Corte Enem: Descubra em quais faculdades você pode entrar pelo Sisu, Prouni ou Fies 🎯 Lançamento Vertical para CimaAo analisar o lançamento vertical para cima, novamente serão aplicadas as equações do MRUV. Nesse caso, é mais conveniente estabelecer um referencial orientado de baixo para cima. Assim, a velocidade inicial é positiva (para cima) e a aceleração é negativa. \[ v=v_{0}-g \qquad t \] Como o corpo lançado vai subir e, posteriormente, descer, haverá um tempo de subida e uma altura máxima atingida, além, é claro, do tempo de descida. O tempo de subida é mais facilmente determinado utilizando a função horária da velocidade. No ponto mais alto da trajetória, o móvel está invertendo o sentido do movimento (estava subindo e passa a descer). Portanto, nesse instante, sua velocidade é nula. Assim: \[ v=v_{0}-g \qquad t \qquad \xrightarrow{}\qquad 0=v_{0}-g \qquad t_{s} \] \[ t_{s}=\dfrac{v_{0}}{g} \] O tempo de descida será igual ao tempo de subida. Isso ocorre pois a parábola que descreve um MRUV é simétricaem relação ao seu vértice, que é justamente o ponto de inversão do sentido do movimento. A partir desse ponto, onde a velocidade é nula, o movimento é idêntico a uma queda livre (caindo acelerado com velocidade inicial zero). Desse modo, pode-se utilizar a expressão \(H=\frac{gt^2}{2}\):
Substituindo: \[ H_{max}=\dfrac{{v_{0}}^{2}}{2\qquad g} \] Para uma posição e instante genéricos do lançamento, basta aplicar a equação horária da posição, tendo cuidado com o referencial adotado. \[ \Delta S = H = v_{0}\qquad t - \dfrac{g\qquad t^{2}}{2} \] Observação: o tempo de subida e descida são iguais quando considerada a altura final igual à inicial. Por exemplo, o corpo sendo lançado do chão e retornando ao chão, ou lançado de um telhado e retornando ao telhado. Se o corpo for lançado a partir de um telhado, para cima, e finalizar seu movimento no chão, seu tempo de descida será maior que o de subida, pois percorrerá maior distância na descida que na subida. Nesse caso de tempo de descida igual ao tempo de subida, ainda pode-se determinar o tempo total de vôo: \[ t_{voo}=t_{s}+t_{d}=\dfrac{2\qquad v_{0}}{g} \] 🎓 Você ainda não sabe qual curso fazer? Tire suas dúvidas com o Teste Vocacional Grátis do Quero Bolsa 🎓 Lançamento Vertical para BaixoEm um lançamento vertical para baixo, são aplicadas as equações do MRUV, sem grande simplificação. É importante ter atenção para o referencial adotado, especialmente se o problema envolver mais de um movimento (entre lançamento para cima, para baixo e queda livre). Se isso ocorrer, deve ser utilizado o mesmo referencial para analisar os diferentes movimentos. Se for considerado somente o lançamento para baixo, pode ser mais conveniente usar o primeiro referencial exemplificado. Relembrando as equações do MRUV que são aplicadas: \[ S=S_{0} + v_{0}\qquad t + \frac{a \qquad t^{2}}{2} \] e \[ v=v_{0} + a\qquad t \] Nelas, a aceleração será +g ou -g. Além disso, tanto nos lançamentos verticais quanto na queda livre pode ser aplicada a equação de Torricelli: \[ v^{2}=v_{0}^{2}+2\qquad a\qquad \Delta S \] 📝 Você quer garantir sua nota mil na Redação do Enem? Baixe gratuitamente o Guia Completo sobre a Redação do Enem! 📝 Fórmulas
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Quando o movimento de um corpo lançado verticalmente para cima e submetido somente a ação da gravidade é correto afirmar que?(UFSC) Quanto ao movimento de um corpo lançado verticalmente para cima e submetido somente à ação da gravidade, é correto afirmar que: 01. A velocidade do corpo no ponto de altura máxima é zero instantaneamente.
O que acontece com a velocidade de um corpo no lançamento vertical para cima?Lançamento Vertical para Cima
Assim, a velocidade inicial é positiva (para cima) e a aceleração é negativa. Como o corpo lançado vai subir e, posteriormente, descer, haverá um tempo de subida e uma altura máxima atingida, além, é claro, do tempo de descida. O tempo de descida será igual ao tempo de subida.
Quando um corpo é lançado verticalmente para baixo?O lançamento vertical é um tipo de movimento vertical descrito por um corpo ou objeto. Note que a trajetória retilínea realizada pelo objeto pode ser orientada para cima ou para baixo. Um exemplo de lançamento vertical que envolve o movimento para baixo (queda livre) é o salto de um paraquedista.
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