QUEDA LIVRE

Aristóteles, filósofo grego que viveu em Atenas três séculos antes da era cristã, ensinava que na queda dos corpos os mais pesados chegavam ao solo antes. Como Aristóteles gozava de grande reputação, suas idéias não foram contestadas durante muito tempo. Além disso, os gregos não viam com bons olhos a experimentação, o trabalho braçal era para os escravos.

Somente no século XVII d.C. que o físico e astrônomo Galileu Galilei contestou as idéias de Aristóteles. Galileu desenvolveu um método que ficou conhecido como metodo cientifico e que incluia a experimentação para testar e comprovar suas hipóteses.

Galileu demonstrou experimentalmente suas idéias a respeito da queda dos corpos. Ele subiu no alto da torre de Pisa e deixou cair várias esferas de pesos e tamanhos diferentes, verificando que chegavam ao solo praticamente no mesmo instante. Galileu concluiu que alguns corpos demoram mais para cair por causa do efeito do ar, mas que no vácuo corpos abandonados juntos da mesma posição chegam ao solo juntos e com a mesma velocidade.  

O movimento de queda livre pressupõe a ausência de forças dissipativas (atrito, empuxo, etc.) 

Na ausência do ar todos os corpos, localizados numa mesma região caem com mesma aceleração. Dessa forma, podemos afirmar que corpos abandonados da mesma posição e da mesma altura caem juntos, independentemente de suas massas ou pesos.

Na verdade a queda livre só pode ser obtida em laboratório, pois não é possível evitar a resistência do ar. Mas para quedas de pequenas altitudes e corpos de pequenas dimensões, por aproximação podemos considerá-las queda livre.

Dessa forma, um elefante e uma pluma, desde que abandonados da mesma posição e no mesmo instante, caem juntos. Mesmo que não fossem abandonados no mesmo instante, ao passarem por certa posição teriam a mesma velocidade.

Na segunda figura, o ar não é desprezado e,  por isso, a pluma demora mais para cair sofrendo um efeito maior da resistência do ar. Como você explicaria isso?

Mas quando, por aproximação, considerarmos um movimento vertical (queda livre ou lançamento vertical) livre da influência do ar ou qualquer força dissipativa, teremos um movimento com aceleração constante (MRUV). Essa aceleração é chamada aceleração da gravidade e indicada pela letra g. Como g depende da distância ao centro da Terra, seu valor diminui com o aumento da latitude e principalmente da altitude. Ao nível do mar e próximo da linha do equador, g= 9,8 m/s2.  O significado físico de tal aceleração é que em cada segundo a velocidade do corpo em queda aumenta em 9,8 m/s.

Se adotarmos a orientação para baixo como positivo, teremos na queda livre g= 9,8 m/s2 e no lançamento vertical, g= - 9,8 m/s2. Essa aceleração negativa indica que no lançamento vertical para cima, a velocidade diminui 9,8 m/s em cada segundo.  

 Como se trata de um MRUV na vertical, usaremos as equações desse movimento trocando apenas d por h e a por g e obtendo as equações para o lançamento vertical e a queda livre:

v = v0 + g.t      

h = v0 .t+ g.t2/2

v2 = v02 + 2.g.h

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