{"id":86980,"date":"2023-01-28T21:00:00","date_gmt":"2023-01-29T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/?p=86980"},"modified":"2024-09-23T14:29:32","modified_gmt":"2024-09-23T17:29:32","slug":"queda-livre","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/queda-livre\/","title":{"rendered":"Queda livre: o que \u00e9, f\u00f3rmulas e quest\u00f5es de vestibulares"},"content":{"rendered":"<p>A queda livre &eacute; o nome f&iacute;sico para a trajet&oacute;ria e velocidade dos objetos, quando eles s&atilde;o influenciados apenas pela acelera&ccedil;&atilde;o da gravidade, que os direciona para baixo, a partir do peso daquele corpo. Por exemplo, quando uma ma&ccedil;&atilde; despenca de uma mesa.<p>Importante na compreens&atilde;o da velocidade com que os objetos caem, impactos que podem causar no solo, velocidade admitida durante o percurso entre outros fatores, o tema queda livre aparece em quest&otilde;es de diversos vestibulares nacionais. Estude agora com este artigo da Coruja!<\/p><div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_76 counter-hierarchy ez-toc-counter ez-toc-transparent ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\"><p class=\"ez-toc-title\" style=\"cursor:inherit\">Navegue pelo conte\u00fado<\/p>\n<\/div><nav><ul class='ez-toc-list ez-toc-list-level-1 ' ><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-1\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/queda-livre\/#Conceitos-em-queda-livre\" >Conceitos em queda livre<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-2\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/queda-livre\/#Queda-livre-formulas\" >Queda livre: f&oacute;rmulas<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/queda-livre\/#Graficos-em-queda-livre\" >Gr&aacute;ficos em queda livre<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-4\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/queda-livre\/#Questao-de-vestibular-sobre-queda-livre\" >Quest&atilde;o de vestibular sobre queda livre<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-5\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/queda-livre\/#Estude-para-o-vestibular-com-o-Estrategia\" >Estude para o vestibular com o Estrat&eacute;gia!<\/a><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-conceitos-em-queda-livre\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Conceitos-em-queda-livre\"><\/span>Conceitos em queda livre<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>A queda livre acontece quando um corpo qualquer de massa m &eacute; abandonado no ambiente e descreve uma trajet&oacute;ria em dire&ccedil;&atilde;o ao solo, sob a&ccedil;&atilde;o exclusiva da acelera&ccedil;&atilde;o da gravidade.Uma das principais afirma&ccedil;&otilde;es da queda livre &eacute; que trata-se de um movimento que se direciona sempre na <strong>vertical<\/strong>. Ou seja, s&oacute; pode acontecer em dois sentidos: de baixo para cima ou de cima para baixo.&nbsp;<\/p><p>Al&eacute;m disso, &eacute; importante refor&ccedil;ar que o deslocamento s&oacute; &eacute; considerado queda livre quando a &uacute;nica for&ccedil;a atuante sobre o corpo &eacute; a for&ccedil;a gerada a partir da <strong>gravidade<\/strong>, que geralmente &eacute; admitida como g = 10 m\/s<sup>2<\/sup>.<\/p><p>O valor da acelera&ccedil;&atilde;o da gravidade pode aparecer diferente em algumas provas, como g = 9,8 m\/s<sup>2<\/sup>. Isso acontece porque a gravidade &eacute; influenciada pela dist&acirc;ncia entre dois corpos no espa&ccedil;o e algumas outras condi&ccedil;&otilde;es mec&acirc;nicas. &Eacute; relevante, portanto, uma aten&ccedil;&atilde;o redobrada aos <strong>valores fornecidos<\/strong> pelo enunciado.&nbsp;<\/p><p>Quando h&aacute; uma queda livre de cima para baixo, como uma pedra que cai do alto de um telhado, a acelera&ccedil;&atilde;o da gravidade atua aumentando a velocidade do corpo a cada segundo. &Eacute; por isso, que <strong>quanto maior a altura <\/strong>de uma queda, <strong>maior o impacto <\/strong>sofrido pela massa.<\/p><p>A outra op&ccedil;&atilde;o &eacute; que um objeto seja jogado para cima, como as bolinhas utilizadas por malabaristas. O corpo chega at&eacute; certa altura apenas, porque perde velocidade &agrave; medida que se desloca no espa&ccedil;o &mdash; tal situa&ccedil;&atilde;o &eacute; consequ&ecirc;ncia da influ&ecirc;ncia negativa da for&ccedil;a gravitacional, que sempre impulsiona o objeto para baixo.&nbsp;<\/p><p>Depois de algum tempo, a trajet&oacute;ria &eacute; cessada e o objeto para no ar, voltando a cair no mesmo sentido que a acelera&ccedil;&atilde;o da gravidade. Esse &eacute; o conceito principal do lan&ccedil;amento vertical, que permite que os corpos voltem ao ch&atilde;o mesmo quando s&atilde;o lan&ccedil;ados para cima.<\/p><p>Perceba, por fim, que as defini&ccedil;&otilde;es de queda livre est&atilde;o completamente imersas no campo da mec&acirc;nica, porque estuda a energia, velocidade, acelera&ccedil;&atilde;o, massa e outros fatores do deslocamento.<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-queda-livre-formulas\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Queda-livre-formulas\"><\/span>Queda livre: f&oacute;rmulas<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>Conforme vimos no t&oacute;pico anterior, a dire&ccedil;&atilde;o da queda livre &eacute; sempre vertical, mas o sentido do movimento pode ser tanto<strong> para baixo <\/strong>quanto <strong>para cima<\/strong>. Essa diferen&ccedil;a &eacute; importante para compreender melhor as f&oacute;rmulas desse tema.&nbsp;<\/p><p>Considera-se que<strong> a gravidade tem sentido positivo<\/strong>, ou seja, todas as for&ccedil;as que apontam verticalmente para baixo tamb&eacute;m ser&atilde;o consideradas positivas. Por outro lado, for&ccedil;as e grandezas vetoriais que t&ecirc;m a seta para cima s&atilde;o dadas como negativas.<\/p><div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh5.googleusercontent.com\/gCkCch1ZJ26c4xAnsCIsXkZef15wYIdSv97oiiUyGFPlce3oazp0AaTVeVIdQEYAskRz8pB51juAaN_INThvkFKkIfejm1fOmjA1nV5BvwSki8-WbbUjS25z3Cd9wxMscBGwL8R3v5G0EXucqU-D3LnyQvBHncVr8HtB6bF2Rzr8pxonzGurtEPIohTzzw\" alt=\"conceitos em queda livre\"><\/figure><\/div><p>Com essas informa&ccedil;&otilde;es em m&atilde;os, &eacute; poss&iacute;vel aplicar f&oacute;rmulas matem&aacute;ticas que relacionam tempo, acelera&ccedil;&atilde;o, deslocamento, dist&acirc;ncia percorrida e velocidade para fornecer caracter&iacute;sticas de uma queda livre.&nbsp;<\/p><p>Essas f&oacute;rmulas s&atilde;o derivadas do estudo de Movimento uniformemente variado (MUV), afinal, no estudo din&acirc;mico de uma queda livre, o comportamento observado &eacute; de um MUV, sob a&ccedil;&atilde;o da acelera&ccedil;&atilde;o da gravidade.<\/p><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-equacao-da-velocidade\">Equa&ccedil;&atilde;o da velocidade<\/h3><p>V = g.t<\/p><p>V = velocidade de queda, em m\/s<br>g = acelera&ccedil;&atilde;o da gravidade, em m\/s<sup>2<\/sup><br>t = intervalo de tempo observado, em segundos.<\/p><p>Esta equa&ccedil;&atilde;o &eacute; &uacute;til para saber qual a velocidade que um corpo est&aacute; durante certo ponto da queda livre. Por exemplo, uma pedra que despenca de um pr&eacute;dio durante 7 segundos, chega ao solo com qual velocidade?&nbsp;<\/p><p>Considerando g=10m\/s<sup>2<\/sup>, a conta a ser feita deve ser:<\/p><p>V = g.t<br>V = 10.7&nbsp;<br>V = 70 m\/s<\/p><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-altura\">Altura<\/h3><p>A altura de uma queda livre est&aacute; intimamente relacionada com qual o tempo esse corpo demorar&aacute; a cair, e consequentemente, tamb&eacute;m se relaciona com a velocidade adotada durante o percurso. Por isso, existe uma f&oacute;rmula pr&oacute;pria para calcular essa altura (H) de queda:<\/p><p>H = g.t<sup>2<\/sup>\/2<\/p><p>H = altura, em metros<\/p><p>g = acelera&ccedil;&atilde;o da gravidade, em m\/s<sup>2<\/sup><\/p><p>t = intervalo de tempo observado, em segundos.<\/p><p>Com o mesmo exemplo do t&oacute;pico anterior, podemos admitir que a altura do pr&eacute;dio era de:<\/p><p>H = g.t<sup>2<\/sup>\/2<br>H = 10 .7<sup>2<\/sup> \/2<br>H = 490\/2<br>H = 245 m&nbsp;<\/p><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-equacao-da-queda-livre-velocidade-e-altura\">Equa&ccedil;&atilde;o da queda livre: velocidade e altura<\/h3><p>Por fim, por meio da equa&ccedil;&atilde;o de Torricelli, &eacute; poss&iacute;vel relacionar em uma mesma f&oacute;rmula a altura, a gravidade e a velocidade do corpo:<\/p><p>V<sup>2<\/sup> = 2.g.H<\/p><p>Nesse caso, vamos confirmar o experimento citado acima, considerando que n&atilde;o sab&iacute;amos qual a altura da queda:<\/p><p>V<sup>2<\/sup> = 2.g.H<br>70<sup>2<\/sup> = 2.10.H<br>4900 = 2.10.H<br>490 = 2.H<br>490\/2 = H<\/p><p>H = 245 m<\/p><p>+ Veja tamb&eacute;m: <a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/formulas-fisica-enem\/\" target=\"_blank\">F&oacute;rmulas de F&iacute;sica para o Enem e vestibulares<\/a><\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-graficos-em-queda-livre\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Graficos-em-queda-livre\"><\/span>Gr&aacute;ficos em queda livre<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>A queda livre possui f&oacute;rmulas de primeiro e de segundo grau, de forma que, quando se trata da posi&ccedil;&atilde;o do corpo (ou altura de queda), o tra&ccedil;ado &eacute; parab&oacute;lico. Por outro lado, a velocidade &eacute; obtida em um c&aacute;lculo de primeiro grau, com um gr&aacute;fico em linha reta.<\/p><div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh4.googleusercontent.com\/ONw8VtfhNFCiv31Tnw5I6F-NW15UagQ0SVC07EQDhpfP3X0Wf4Z1U8Ct74dZcsM8MtDELoE0QDo7z3lPdrK7fcNGTm4RPAGoUUD5qt8egY7JLkLFe85PJlQ-e8EWwgKG6zBhWC4X43zijERsKdhOukfTINGigI7qAfogXxYognuGeF-ZKI6LAydQ6Hh-Ow\" alt=\"gr&aacute;ficos em queda livre\"><\/figure><\/div><p>+ Veja tamb&eacute;m: <a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/cinematica\/\" target=\"_blank\">Cinem&aacute;tica: o que &eacute;, f&oacute;rmulas, conceitos e quest&otilde;es<\/a><\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-questao-de-vestibular-sobre-queda-livre\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Questao-de-vestibular-sobre-queda-livre\"><\/span>Quest&atilde;o de vestibular sobre queda livre<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>(UFRJ) Um corpo em queda livre percorre uma certa dist&acirc;ncia vertical em 2s; logo, a dist&acirc;ncia percorrida 6 s ser&aacute;<\/p><p>a) dupla<br>b) tripla<br>c) seis vezes maior<br>d) nove vezes maior<br>e) doze vezes maior<\/p><p>O exerc&iacute;cio relaciona a dist&acirc;ncia vertical (ou altura, H) e o tempo percorrido. Nesse caso, a melhor f&oacute;rmula a ser utilizada ser&aacute; H = g.t<sup>2<\/sup>\/2.<\/p><p>Em t = 2 s, o objeto j&aacute; se deslocou em d metros, assim:<\/p><p>d = g.2<sup>2<\/sup>\/2<br>d = g.4\/2<br>d = 2g&nbsp;<\/p><p>Em t = 6 s, o objeto ter&aacute; um deslocamento x vezes maior que d, tal que:<\/p><p>x.d = g.6<sup>2<\/sup>\/2<br>x.d = g.36\/2<br>x.d = 18.g&nbsp;<\/p><p>Lembre-se que d = 2g, ent&atilde;o podemos admitir que&nbsp;<\/p><p>18.g = 2.g.9 &rarr; 18.g = d.9<\/p><p>Portanto:<\/p><p>x.d=d.9&nbsp;<br>x = 9, conforme a aponta a <strong>alternativa D<\/strong>.<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-estude-para-o-vestibular-com-o-estrategia\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Estude-para-o-vestibular-com-o-Estrategia\"><\/span>Estude para o vestibular com o Estrat&eacute;gia!<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>A Coruja tem um time de professores especialistas em ensinar o que cai na prova. 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