Movimento de Queda Livre (1)

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Movimento de Queda Livre
Um exemplo clássico de Movimento Uniformemente Variado é o chamado Queda Livre, se você arremessa um objeto para cima ou para baixo percebe que o mesmo é atraído para baixo com aceleração constante, esta aceleração chamamos aceleração em queda livre e representamos pela letra g . O mais interessante é que o valor desta aceleração não depende da massa, ou da forma do objeto, é a mesma para todos os objetos. Por queda livre entende-se a queda no vácuo, isto é, na ausência total de ar. Na figura abaixo vemos dois objetos caindo, na ausência de ar, tanto a pena como a maçã caem juntas.
A aceleração em queda livre nas proximidades da superfície da Terra é a = – g = – 9,8 m/s2 e o módulo da aceleração é g =9,8m/s2 . Este é o valor que usaremos na resolução dos problemas.
CURIOSIDADE
O valor de g varia com a latitude e com a longitude do lugar, se a Terra fosse uma esfera perfeita o valor seria o mesmo em todos os pontos da superfície terrestre. A atração gravitacional é maior no Rio de Janeiro porque o Rio está mais próximo do centro da Terra, relativamente a Belo Horizonte, que está a uma altitude de 850 metros. Na Lua, a aceleração da gravidade é cerca de seis vezes menor do que na Terra.
O movimento de Queda Livre é um caso especial do MUV então todas as equações do MUV são aplicadas para a Queda Livre, ou seja, se aplicam a um objeto que esteja descrevendo uma trajetória vertical, para cima ou para baixo, desprezando a resistência do ar. 
Na Queda Livre temos: 
•  A direção do movimento é ao longo do eixo y vertical e não ao longo do eixo x horizontal. 
•  O sentido é positivo no sentido do eixo y apontando para cima. 
•  A aceleração em queda livre é negativa, ou seja, para baixo, em direção ao centro da Terra e, portanto tem o valor g nas equações.
ATENÇÃO 
O sinal ± da aceleração g nas equações vai depender do movimento do objeto estar para cima ou para baixo. A aceleração do movimento é sempre igual a g, com o sinal positivo ou negativo, dependendo do sentido positivo adotado sobre a trajetória.
Adotando sentido positivo para baixo, a aceleração será positiva.
Adotando sentido positivo para cima, a aceleração será negativa.
EXEMPLOS 
01. Um objeto é abandonado do alto de um edifício e chega ao chão 3 s depois. Desprezando-se a resistência do ar e considerando g = 9,8 m/s2, determine: 
a) a velocidade com que o objeto chega ao chão. 
Resolução: 
Como o objeto está em uma queda vamos adotar o referencial adotando a trajetória para baixo e considerar a origem o ponto de lançamento, então temos: 
v0 = 0 ( pois o objeto é abandonado) 
g = + 9,8 m/s2 
y0 = 0 
a) Como o tempo de queda é conhecido, podemos usar as equações que tem o tempo. v = v0 + 
gt = 0 + 9,8 x 3 = 29,4 m/s
02. Um objeto é lançado verticalmente para cima, a partir do solo, com velocidade de 20m/s. Desprezando a resistência do ar e considerando g = 9,8 m/s2, determine: 
a) a altura máxima atingida; 
b) o tempo para atingir a altura máxima.
Resolução:
 Como o objeto é lançado para cima, estabelecemos que o sentido da trajetória é positivo para cima e a origem no solo e neste referencial g = – 9,8 m/s2. 
V0 = 20 m/s
 g = –9,8 m/s2 
y0 = 0 m
a) Para calcular a altura máxima vamos utilizar Torricelli 
 v2 = v0 2 + 2 g (y – y0)
Lembrando que na altura máxima a velocidade é nula 
v2 = v0 2 + 2g (y – y) = 202 – 2 x 9.8 (y – 0)
Para v = 0, 
temos: 0 = 400 –19,6 y ⇒19,6y = 400 ∴ y = 20,41 m
b) v = v0 – gt = 20 – 9,8 t = 0 ⇒ t = 20/9,8 = 2,04 s, o corpo atinge a altura máxima em 2,04s.
Bibliografia
Física Teórica Experimental I
Autores do Original
Luciane Martins de Barros
Adriano Silva Belisio