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O movimento de queda livre

O movimento de queda devido ao campo gravitacional da Terra pode ser observado quando abandonamos uma pedra à beira de um precipício. Desconsiderando a resistência do ar, a posição (y) e a velocidade (v) da pedra a cada instante são dadas por: y é igual a início de fração, numerador: 'g' vezes 't' elevado ao quadrado, denominador: 2, fim de fraçãoy=g·t22 e v é igual a 'g' vezes 't'v=g·t Nessa fórmula, t é o tempo em segundos e g é a aceleração da gravidade terrestre, aproximadamente 10 m/s2. Observe a posição e a velocidade da pedra em cada segundo.

Ilustração de uma pedra sendo solta de um penhasco. Há uma pessoa em uma ponte, no topo do penhasco, soltando a pedra, representando o movimento da queda da pedra até o chão, com as seguintes informações: na posição 0 metro, o tempo é 0 segundo; na posição 5 metros, o tempo é 1 segundo; na posição 20 metros, o tempo é 2 segundos; na posição 45 metros, o tempo é 3 segundos; e, na posição final, já no chão, em 80 metros, o tempo é 4 segundos.
1

1. Após 1 segundo

y é igual a início de fração, numerador: 10 vezes 1 elevado ao quadrado, denominador: 2, fim de fração é igual a 10 sobre 2 é igual a 5 metrosy=10·122=102=5 m
v é igual a 10 vezes 1 é igual a 10 metros por segundov=10·1=10 m/s

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2. Após 2 segundos

y é igual a início de fração, numerador: 10 vezes 2 elevado ao quadrado, denominador: 2, fim de fração é igual a 40 sobre 2 é igual a 20 metrosy=10·222=402=20 m
v é igual a 10 vezes 2 é igual a 20 metros por segundov=10·2=20 m/s
Note que, a cada segundo de movimento, a velocidade aumenta em 10 metros por segundo10 m/s .

3

3. Após 3 segundos

y é igual a início de fração, numerador: 10 vezes 3 elevado ao quadrado, denominador: 2, fim de fração é igual a 90 sobre 2 é igual a 45 metrosy=10·322=902=45 m
v é igual a 10 vezes 3 é igual a 30 metros por segundov=10·3=30 m/s

4

4. Após 4 segundos

y é igual a início de fração, numerador: 10 vezes 4 elevado ao quadrado, denominador: 2, fim de fração é igual a 160 sobre 2 é igual a 80 metrosy=10·422=1602=80 m
v é igual a 10 vezes 4 é igual a 40 metros por segundov=10·4=40 m/s

Representação de uma pedra sendo solta de um penhasco.

Crédito da imagem: Eduardo Carriça

O filósofo grego Aristóteles (384 a.C.-322 a.C.) acreditava que uma pedra com mais massa cairia mais rápido que uma com menor massa. No entanto, Galileu percebeu que a queda dos corpos era um movimento uniformemente variado e propôs que, em um meio de resistência nula, todos os corpos cairiam ao mesmo tempo. Experimentos realizados em câmaras de vácuo comprovaram que dois corpos de massas diferentes, abandonados da mesma altura, chegam ao solo ao mesmo tempo.