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O estroboscópio é utilizado para a medida de intervalos curtos de tempo em várias aplicações no ensino da Física. Entre os exemplos mais conhecidos...

O estroboscópio é utilizado para a medida de intervalos curtos de tempo em várias aplicações no ensino da Física. Entre os exemplos mais conhecidos, estão as aplicações na cinemática e no estudo de colisões. Nesses casos, as fotografias revelam aspectos qualitativos do movimento dos corpos, ou de um sistema de corpos, e podem ser utilizadas para estudos quantitativos. Houve, porém, dificuldades técnicas e econômicas que impediram a popularização dessa técnica no ensino, já que requer o uso de câmaras fotográficas para filme, ou câmaras Polaroid, uma fonte de luz estroboscópica e uma sala escurecida. Cada um desses itens apresenta dificuldades e/ou custos relativamente altos.

 

DIAS, Marco Adriano; AMORIM, Helio Salim de; BARROS, Susana de Sousa. Produção de fotografias estroboscópicas sem lâmpada estroboscópica. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 26, n. 3, p. 492-513, 2009 (adaptado).

 

Diante do exposto, analise a situação a seguir.

 

Paulo, engenheiro mecânico e cientista, está utilizando um estroboscópio para verificar a queda livre de duas ferramentas com 2kg e 10kg. A primeira ferramenta leva 0,8 segundos para atingir o chão.


Se, nesse caso, fosse desconsiderado o efeito de forças dissipativas, considerando a gravidade igual a 10 m/s2, o segundo objeto sendo solto da mesma altura teria tempo de queda igual a

A) 

0,8 segundos, pois está sendo desconsiderado o efeito de forças dissipativas.

B) 

0,2 segundos, pois ocorre aceleração devido à força de newton e à gravidade.

C) 

8 segundos, pois o tempo é multiplicado pela gravidade que atua na segunda ferramenta.

D) 

4 segundos, pois a segunda ferramenta é mais pesada, logo, sofre mais força de arraste.

E) 

0,1 segundos, pois a segunda ferramenta possui um peso cinco vezes maior que a primeira.


Respostas

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A resposta correta é a alternativa B) 0,2 segundos, pois a aceleração da gravidade é a mesma para ambos os objetos, e a queda livre é um movimento uniformemente acelerado, ou seja, a aceleração é constante. Portanto, o tempo de queda é diretamente proporcional à raiz quadrada da altura, e inversamente proporcional à raiz quadrada da aceleração da gravidade. Como a altura é a mesma para ambos os objetos, o tempo de queda do objeto mais pesado é menor, pois a força gravitacional é maior.

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