Question

como calcular a força de impacto de um corpo em queda livre

Answer 1

Bom, precisamos calcular a que velocidade o corpo chega ao solo e também qual sua aceleração final. Sabendo disso, multiplicamos a massa do corpo, pela sua aceleração e obteremos a força de impacto.

Answer 2

Conhecendo a massa, altura inicial de queda e velocidade inicial do corpo, é possível determinar a força de impacto de um corpo em queda livre por meio da segunda lei de Newton, veja a explicação abaixo.

Calculando a força de impacto de um corpo em queda livre

Informações necessárias para iniciar o cálculo:

• Massa do corpo
• Altura de queda
• Velocidade inicial do objeto

Roteiro de cálculo:

• Passo 01) Determinar a velocidade em que o corpo atingi o solo, esse calculo pode ser realizado por meio do princípio da conservação da energia ou pela equação de Torricelli.
• Passo 02) Determinar o tempo de queda.
• Passo 03) Determinar a força de impacto. Conforme a segunda lei de Newton, sabemos que a força resultante é igual a:

     =>    FR = m.a

• Como a aceleração é igual ao quociente da variação de velocidade e a variação de tempo:

     =>    FR = m.(Δv/Δt)

     =>    FR = (m.vf-mvi)/Δt

Exemplo:

Uma bola de boliche 10 kg cai a partir do repouso de uma altura de 80 m, determine a força resultante do seu impacto no solo:

Resolução

Tempo de queda

t = √(2H/g) => t = √(2.80 m/10 m/s²)

t = √(16 s²) => t = 4 s

Velocidade final

m.g.h = m.vf²/2 => vf =√(2.g.h)

vf =√(2.10 m/s².80 m) => vf =√(1.600 m²/s²)

vf = 40 m/s

Força de impacto

FR = (m.vf-mvi)/Δt => FR = (10 kg.40 m/s-10 kg.0 m/s)/4 s

FR = 100 N

Continue estudando mais sobre o movimento de queda livre em:

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