Question

Uma criança está no topo de um edifício com altura de 130 m e deixa cair uma pena (plumagem). Sabendo que a pena cai a uma velocidade constante e considerando a massa da pluma 0,5 g e g = 9,8 m/s2, determine: a) A força de atrito do ar sobre esta pena; b) O módulo do trabalho dissipado na queda.

Answer 1

Resposta:

a) 4,9.10⁻³ N

b) 0,64 J (aproximadamente)

Explicação:

A queda livre é um movimento vertical que ocorre com aceleração

constante, chamada gravidade. Como a trajetória é uma linha reta,

temos um movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV).

Durante a queda, duas forças agem sobre o objeto, a força da

gravidade (peso), apontando para baixo e a força de atrito do

ar, apontando para cima (veja figura).

a) Como a pena cai com velocidade constante, então a força

resultante que age sobre ela é nula. Assim, a força da gravidade

(peso) e a força de atrito do ar tem o mesmo valor (módulo):

$F_r=P-f_{ar}\\\\0=P-f_{ar}\\\\f_{ar}=P\\\\f_{ar}=m.g$

$f_ar=(0,5.10^{-3}).9,8\\\\f_{ar}=4,9.10^{-3}N$

(resposta)

b) O trabalho dissipado na queda é igual ao trabalho realizado

pela força da gravidade (peso). Matematicamente, temos:

-----------------------------------------------

                  τ = m.g.h

onde:

m = massa;

g = aceleração da gravidade;

h = altura.

-----------------------------------------------

Substituindo:

τ = (0,5.10⁻³).(9,8).130

τ = 637.10⁻³

τ ≅ 0,64 J

(resposta)