A força de arrasto está presente quando um corpo se move em algum fluido – ar, água ou outro líquido. De forma análoga à força de atrito, a força de arrasto promove uma resistência ao movimento do corpo nesse fluido. No entanto, ao contrário da força de atrito, a força de arrasto aumenta com o aumento da velocidade do corpo no fluido. Esse tipo de força está presente em diversas situações, como na de um paraquedista que salta de um avião para descer à superfície em queda livre. Considere um paraquedista de 70 kg que sofre a ação de uma força de arrasto determinada por , sendo b uma constante e v a velocidade final com que o paraquedista chega à superfície, igual a 50 m/s. Analise com atenção as assertivas a seguir. I. A força de arrasto sobre o paraquedista é de 686 N. II. A força de arrasto sobre o paraquedista é diferente da sua força-peso. III. A constante b vale cerca de 0,27 kg/m. IV. Durante a queda, atuam no paraquedista apenas duas forças: a força-peso e a força de arrasto. Considere . Assinale a alternativa que apresenta as assertivas corretas. III e IV. I, III e IV. II e IV. I e IV. I, II e III.
Soluções para a tarefa
Alternativa que apresenta as assertivas corretas é a ultima I, III e IV.
O movimento descrito na questão, iniciado após o paraquedista saltar do avião, é um movimento de queda livre. Assim, as forças envolvidas nesse sistema e que atuam sobre o paraquedista são a gravidade e a força e resistência do ar.
Nesse caso, o paraquedista realiza um movimento acelerado em direção ao chão e sua velocidade vai aumentando até que abre o paraquedas.
Já quando o paraquedas é aberto a resistência do ar (força de arrasto) que o paraquedista enfrenta aumenta consideravelmente até se igualar ao seu peso, fazendo com que ele desça com velocidade constante.
Agora vamos analisar melhor as alternativas.
I - Verdadeira, pois o peso e a força de arrasto se igualam, assim:
Peso = força de arrasto
Peso = m * g
m * g = Força de arrasto
70 * 9,8 = Força de arrasto
Força de arrasto = 686 N
II. Falsa, pois a força de arrasto sobre o paraquedista é igual da sua força-peso.
III. Verdadeira, pois:
Força de arrasto = b * v²
686 = b * 50²
b = 0,27 Kg/m
Logo, a constante b vale cerca de 0,27 kg/m.
IV. Verdadeira, pois como dito anteriormente durante a queda, atuam no paraquedista apenas duas forças: a força-peso e a força de arrasto.
Portanto, as assertivas corretas são: I, III e IV
Espero ter ajudado, bons estudos :)