Question

Em 1971, o astronauta americano David Scott realizou, na superfície da Lua, o experimento de queda livre de corpos no vácuo, anteriormente proposto por Galileu. Deixou cair ali uma pena e um martelo, simultaneamente, a partir da mesma posição.
a) O que ele observou ao final da queda
b) Supondo que ambos os objetos tenham sido soltos de uma altura de 1,6 m em relação à superfície, depois de quanto tempo o martelo alcançaria o solo
(Dado : aceleração da gravidade na Lua =1,6 m \ s2)

Answer 1

a)

Ao final da queda, observou-se que a pena e o martelo chegaram ao solo no mesmo instante, diferentemente do que ocorreria na Terra. Isso ocorre porque, na superfície lunar, podemos desprezar a resistência do ar.

b)

Os corpos estariam sob a ação de uma aceleração constante de 1,6 m/s², portanto a queda de um corpo na lua seria um movimento uniformemente variado. Para resolver essa questão, utilizamos a função horária do espaço para o movimento uniformemente variado:

s = s0 + v0t + at²/2

Onde:

– "t" é um instante de tempo arbitrário;

– "a" é a aceleração imposta ao corpo;

– "v0" é a velocidade inicial do corpo;

– "s0" é o espaço inicial do corpo;

– "s" é o espaço final do corpo em função do instante de tempo "t".

Adotando o sentido da trajetória para baixo, temos:

1,6 = 0 + 0.t + (1,6).t²/2

1,6 = 0,8t²

t² = 1,6/0,8

t² = 2

t = √2 s

Portanto, concluímos que o tempo que o martelo levaria para alcançar o solo é √2 s, isto é, aproximadamente 1,4 s.

Answer 2

a) No final da queda, desconsiderando qualquer resistência do ar, o martelo e a pena chegaram ao solo em simultâneo.

b) O tempo que levou para o martelo e a pena chegarem ao solo foi de 1,44 segundos.

Queda livre

Na física, consideramos todo movimento em direção ao solo, sob influência apenas da aceleração da gravidade, um movimento de queda livre. A gravidade é uma das quatro forças da natureza. Ela é responsável pelo peso dos objetos, a interação entre os corpos e o solo. A aceleração da gravidade da Terra é de aproximadamente 10 m/s².

A força da gravidade não é influenciada pela massa de um objeto, uma vez que ela trabalha apenas com a aceleração. No entanto, a resistência do ar faz com que certos objetos, quando lançados, cheguem antes um do outro, como uma bolinha de papel amassada e uma folha aberta, que possuem a mesma massa, a folha provavelmente demorará mais a chegar, pois, sua área é maior, possibilitação ter maior resistência.

Para responder a alternativa b, podemos usar a fórmula do "sorvetão", a função horária quadrática do espaço.

$s=s_0+v_ot+\frac{at^2}{2} \\ onde: \\ s: \ distancia \\ v: \ velocidade \\ t: \ tempo \\ a: \ aceleracao \\\\ 1,6=0+0+\frac{1,6t^2}{2}\\ \\ 1,6=\frac{1,6t^2}{2}\\ \\ 3,2=1,6t^2\\ \\ t^2=2\\ \\ t=\sqrt{2} s \ \ ou \ \ 1,44s$

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