Forças em um Salto de Paraquedas

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PARAQUEDAS – FORÇAS QUE ATUAM EM UM SALTO DE PARAQUEDAS 
Quando um corpo se movimenta em contato com um líquido ou um gás, esses meios aplicam forças que se opõem ao movimento. 
Para corpos que se movimentam no ar, a força de resistência que o ar aplicará sobre eles é dada por: Fr = k.v2. 
Fr = força de resistência do ar (N). 
k = constante que depende do formato do corpo e da área de seção transversal do corpo, sendo essa perpendicular à direção do movimento (N.s²/m²). 
v = velocidade (m/s) 
Ao saltar de paraquedas têm-se as seguintes situações: 
1. Saltar com o paraquedas fechado e o corpo do esportista na horizontal. 
Fre = ke.v² logo Fre – P = m.a 
2. Após o salto, o paraquedas se abrirá. 
Frp = kp.v² logo Frp – P = m.a 
A área de seção transversal do paraqueda é maior que a do esportista, o que faz com que kp > ke e logo Frp > Fre. 
Logo vemos que a força de resitência do ar na situação dois é maior do que na situação 1, e a velocidade limite que o esportista atingirá após o paraquedas ser aberto é dada quando a Frp = P. 
Da expressão anterior tiramos que: 
kpv² = P 
v2 = P/k 
v = [√ P/k)] – velocidade limite ou velocidade máxima. 
Gravidade eForça de Resistência 
Queda livre sem um paraquedas. Nesse ponto, a força da gravidade é maior que a força de resistência sobre seu corpo; então, ele está acelerando. 
À medida que ele acelera, a força de resistência aumenta, pois quanto mais rápido um objeto se desloca no ar, maior é a força de resistência. 
Por fim, a força de resistência será igual à gravidade. Ele não estará mais acelerando, e sim se movimentando em velocidade constante. Ele terá atingido a velocidade terminal, chegando ao valor mais alto possível. Ela é de aproximadamente 200 km/h. Portanto já pode abrir o paraquedas. 
Com o paraquedas aberto sobre sua cabeça, em vez de dobrado firmemente em suas costas, o esportista e seu paraquedas oferecem uma 
6. 
área maior de contato com o ar à medida que se movem, aumentando bastante a força de resistência. Como a força para cima agora é maior que a força para baixo, ele repentinamente começa a desacelerar. Porém, quanto mais devagar ele se desloca, a força de resistência diminui. 
te que a gravidade e a força de resistência se igualem mais uma vez e o esportista comece a cair novamente em velocidade constante. Porém, a velocidade agora é de apenas 22 km/h.
Projeto 21: Paraquedas
ll. INTRODUÇÃO
Imagina você em um salto de paraquedas ? Imaginou ? Bom pois são inúmeras as forças que exercem para que ele fique tão legal quanto vemos ou imaginamos. Aqui iremos de forma simples explicar as forças físicas que exercem em um salto como esse, e de onde surgiu esse conceito de voo. 
lll.REVISÃO BIBLIOGRÁFICA E DESENVOLVIMENTO 
Segundo a literatura, o paraquedismo começou na China, há 2000 anos. A primeira tentativa foi a construção de um tipo de guarda-chuva que usavam para pular de torres e penhascos. Em 852 d.c. em Córdova, na Andaluzia, um muçulmano chamado Armen Firman, construiu asas para planar, pulando de uma torre. Armen pousou com pequenos ferimentos, graças à sustentação que a sua asa lhe conseguiu dar.
O primeiro indício para o paraquedas no mundo ocidental remonta ao período da Renascença. O projeto mais antigo do paraquedas aparece em um manuscrito anônimo da década de 1470 da Itália Renascentista, mostrando um homem livre pendurado segurando um quadro de barra transversal conectado a uma cobertura cônica. Como medida desegurança, quatro cintas descem a partir das extremidades das hastes com um cinto. O design é uma melhoria acentuada em detrimento de outro folio que retrata um homem que tenta quebrar a força de sua queda por meio de duas fitas de pano longa presa a duas barras que ele agarra com as mãos. Embora a área de superfície do desenho do paraquedas parece ser pequena demais para oferecer resistência eficaz ao atrito do ar e a base de madeira é supérflua e, potencialmente, prejudicando, o caráter revolucionário do novo conceito..O paraquedas moderno foi inventado pelo francês Louis-Sébastien Lenormand, que fez um salto pela primeira vez em público em 1783. Lenormand também esboçou o seu dispositivo de antemão. Dois anos depois, Lenormand inventou a palavra "paraquedas" por hibridação.
Para explicar as forças que exercem neste voo temos que separar dois momentos, são eles: o momento da queda e o momento da abertura do paraquedas.
Logo quando a pessoa é lançada, sua velocidade vertical é nula = , e sobre ele age apenas a força peso;
A partir desse momento sua força peso é maior que que a força de resistência que atua sobre ele (gravidade do corpo)> (força de resistência), e ele cai acelerando e sua velocidade vai aumentando e também , pois quanto maior a velocidade maior será .
Chega um momento que fica igual ao e ele entra em equilíbriodinâmico e a partir daí sua (força Resultante), pois a forças estão em mesma sintonia.
Nesse momento já temos a primeira velocidade chamada de velocidade terminal ou velocidade limite que permanece até a abertura do paraquedas Vlim1. Essa primeira velocidade limite tem aproximadamente o valor de 200 km/h.
Quando o paraquedas é aberto às forças se invertem e a partir desse momento, a força de resistência é maior que a do peso, pois a área de contato com ar agora está maior também >
Mas como agora a velocidade diminui, a resistência do ar também diminui progressivamente até que se iguale ao seu valor =. Neste momento novamente a velocidade é constante, essa agora é a segunda velocidade que temos Vlim2.
A variação da velocidade desta queda está representada no gráfico a seguir.
Para velocidades em aproximadamente 86km/h e 1200km/h a intensidade da força é representada :
Fr - Força da resistência do ar 
V – Velocidade em relação ao ar
K – coeficiente (constante de proporcionalidade) que depende da densidade do ar, forma do corpo (área frontal em contato com ar) e da aerodinâmica do corpo.
IV. CONCLUSÃO
PARAQUEDAS
“UMA FÍSICA EXATA MAIS EMOCIONANTE”
Paraquedas é um equipamento utilizado para oferecer arrasto quando em movimento através de um meio fluido, impedindo que um corpo caia com muita rapidez.
O primeiro saldo de um homem com paraquedas foi realizado em 1797 e era somente para diversão, após os anos se passarem o paraquedas foi desenvolvido e hoje é utilizado em guerras, salvamentos, lazer e envio de equipamentos de socorro e comida.
PARAQUEDAS E SUA FÍSICA
Em física o paraquedas é o movimento resultante unicamente da aceleração provocada pela gravidade.
Após aberto ocorrem dois processos:
-Queda-Livre.
-Abertura do paraquedas.
Em ambos os processos ocorrem dois tipos de força resultante Força Peso (gravitacional) e Força de resistência do ar.
Queda-Livre: É um movimento vertical, próximo asurperficie da terra, em que um corpo é abandonado no vácuo ou em uma região onde a resistência do ar é desprezada.
A queda-livre é um movimento uniforme variado (M.U.V), sua aceleração é constante e igual a 9,8m/s², chamada de Força peso (acerelação gravitacional).
No lançamento o corpo começa sua descida com somente força peso, conforme vai caindo a força de resistência do ar vai se igualando até ficar igual a força peso. Quando ocorre essa igualdade o corpo deixa de ganhar aceleração e se estabiliza nessa hora o paraquedas pode ser aberto.
As equações para medir aceleração são:
Equação Horária do Espaço na Queda-Livre:
S=gt²2 
Onde: 
g é a aceleração da gravidade.
T é o tempo de queda.
S é a altura.
Equação Horária da Velocidade na Queda-livre:
V=g.t
Onde: V é a velocidade.
Equação de Toricelli para a Queda-Livre