Sobre o tema
A velocidade terminal é um conceito fundamental na mecânica dos fluidos e na física do movimento. Quando um objeto cai através de um meio como o ar, a força de resistência do ar aumenta com a velocidade, eventualmente igualando a força gravitacional. Nesse ponto, a aceleração se torna zero e o objeto continua caindo com velocidade constante, chamada velocidade terminal. Este fenômeno é crucial em áreas como paraquedismo, engenharia aeronáutica e estudo de partículas em suspensão. A compreensão do equilíbrio de forças permite calcular a força de resistência do ar, que é igual ao peso do objeto quando a velocidade terminal é atingida. No contexto de problemas de física, é comum usar a aproximação g = 10 m/s² para simplificar os cálculos.
Tópicos relacionados
- Velocidade terminal em queda livre
- Força de resistência do ar
- Equilíbrio de forças na queda
- Cálculo do peso de um objeto
- Aproximação g = 10 m/s²
Enunciado
Um corpo em queda nas proximidades da superfície terrestre sofre a ação da força gravitacional e da força de resistência do ar,
F_ar; essa última atua em sentido oposto à força gravitacional.
Nos primeiros instantes, F_ar ≈ 0 se o corpo parte do repouso. À
medida que a velocidade aumenta, F_ar também aumenta. Com isso, a aceleração do corpo diminui gradativamente, tornando-se praticamente nula a partir de certo momento. Desse ponto
em diante, o corpo passa a cair com velocidade constante, chamada de velocidade terminal. Um objeto de massa m = 200 g é
solto a partir de certa altura e atinge a velocidade terminal após
determinado tempo. Qual é o módulo da força de resistência do
ar depois que o objeto atinge a velocidade terminal?
Alternativas
- A)
0,20 N.
- B)
2,0 N.
- C)
200 N.
- D)
2000 N.
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Perguntas frequentes
O que é velocidade terminal?
É a velocidade constante que um objeto atinge quando a força de resistência do ar se iguala à força gravitacional, resultando em aceleração nula.
Como calcular a força de resistência do ar na velocidade terminal?
Na velocidade terminal, a força resultante é zero, então a resistência do ar é igual ao peso do objeto: F_ar = m * g.
Por que a aceleração diminui durante a queda?
Porque a força de resistência do ar aumenta com a velocidade, reduzindo a força resultante e, consequentemente, a aceleração, até que se torne zero.
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