No interior de um cilindro oco de vidro, vertical, fez- se vácuo para realizar o seguinte experimento: duas bolinhas de aço de pesos diferentes foram simultaneamente lançadas verticalmente para cima a partir da base do cilindro, com velocidades de mesmo módulo. A altura do cilindro foi suficiente para a realização do experimento com sucesso e nenhuma das bolinhas alcançou a tampa superior. Foi observado que: a) a bolinha mais pesada subiu e desceu mais devagar que a mais leve. b) tal qual aconteceu na experiência de Galileu, o tempo de voo não depende da massa e os dois corpos realizaram o movimento de subida e de descida ao mesmo tempo, como se esperava. c) a bolinha mais pesada subiu e desceu mais depressa que a mais leve. d) a mais pesada subiu mais devagar e logo retornou, chegando antes da mais leve.
Soluções para a tarefa
Explicação:
A força sobre as duas bolinhas é a mesma, a força gravitacial. Como o sistema esta em vácuo a força de resistência do ar será igual a zero dessa forma a partir da lei de Newton teremos que:
Fr = P
O peso (P) sabemos que é dado por -m*g, onde m é a massa do corpo e g a aceleração da gravidade. Fr, a força resultante é dada por m*a, onde m é a massa do corpo e a a aceleração do corpo. Com isso:
m*a = m*g, podemos cortar as massas e ficamos com:
a = -g.
Logo a partir das fórmulas percebemos que a aceleração neste caso não depende da massa das bolinhas, logo neste experimento ambas sofreram a mesma aceleração igual a -g.
Sabemos que a função horária de um lançamento vertical é dado por:
h = ho + vo*t - gt²/2
Como o problema o informa que as bolinhas foram lançadas de um mesmo ponto (mesmo ho) e com uma mesma velocidade inicial (mesmo vo) a função horária dos dois corpos será igual. Com isso durante todo o lançamento as duas bolinhas estariam sempre com a mesma altura.
A partir dessas informações podemos perceber que a alternativa correta é a letra b).
Resposta:
Correto: b) tal qual aconteceu na experiência de Galileu, o tempo de voo não depende da massa e os dois corpos realizaram o movimento de subida e de descida ao mesmo tempo, como se esperava.
Espero ter ajudado <3