Ano 2013#ciencias-natureza

Sobre o tema

A força resultante sobre um paraquedista durante a queda é um exemplo clássico de aplicação das leis de Newton, especialmente a segunda lei (F = m·a). Inicialmente, o paraquedista cai em queda livre, sujeito apenas ao peso (P = m·g). À medida que a velocidade aumenta, a resistência do ar (força de arrasto) cresce, reduzindo a aceleração até que a força resultante se anula e a velocidade se torna constante (velocidade terminal). Quando o paraquedas é aberto, a área de contato com o ar aumenta drasticamente, elevando o arrasto e gerando uma força resultante para cima (desaceleração). Após um período de transição, a força resultante novamente se anula, e o paraquedista atinge uma nova velocidade terminal, menor e segura para o pouso. O gráfico da força resultante em função do tempo mostra essas fases: inicialmente positiva (para baixo), depois nula, depois negativa (para cima) e finalmente nula novamente.

Tópicos relacionados

  • Leis de Newton e movimento vertical
  • Força de arrasto e velocidade terminal
  • Gráficos de força resultante
  • Queda livre e paraquedismo

Enunciado

Em um dia sem vento, ao saltar de um avião, um paraquedista cai verticalmente até atingir a velocidade limite. No instante em que o paraquedas é aberto (instante TA), ocorre a diminuição de sua velocidade de queda. Algum tempo após a abertura do paraquedas, ele passa a ter velocidade de queda constante, que possibilita sua aterrissagem em segurança

Que gráfico representa a força resultante sobre o paraquedista, durante o seu movimento de queda?

Alternativas

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Perguntas frequentes

O que é velocidade terminal?

É a velocidade constante atingida por um corpo em queda quando a força de arrasto se iguala ao peso, resultando em força resultante nula.

Como a abertura do paraquedas altera a força resultante?

A abertura aumenta a área de contato com o ar, elevando o arrasto, o que gera uma força resultante para cima (desaceleração) até que uma nova velocidade terminal menor seja alcançada.

Qual é a relação entre força resultante e aceleração?

De acordo com a segunda lei de Newton, a força resultante é diretamente proporcional à aceleração (F = m·a). Portanto, o gráfico da força resultante tem a mesma forma que o gráfico da aceleração.

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