Questão FC278007
As figuras a seguir ilustram um experimento usado para estudar a queda de objetos massivos, em ambiente de laboratório na Terra. A pena e a bola de ferro que estão dentro dos cilin
Cinemática
CEBRASPE (CESPE) · 2023
As figuras a seguir ilustram um experimento usado para estudar a queda de objetos massivos, em ambiente de laboratório na Terra. A pena e a bola de ferro que estão dentro dos cilindros são idênticas e foram abandonadas, em ambos os cilindros, ao mesmo tempo e de uma mesma altura. Na figura I, o cilindro contém ar à pressão atmosférica e o movimento ocorre sob a ação da resistência do ar. Na figura II, o cilindro está em condição de vácuo.
A partir dessas informações, julgue o item subsecutivo.
Na situação ilustrada na figura II, a pena e a bola de ferro, em queda livre, tocam a base inferior do cilindro ao mesmo tempo.
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Gabarito
Certo
Comentário do professor
A figura II descreve um cilindro em vácuo, onde não existe resistência do ar. Ao largar a pena e a bola de ferro simultaneamente, ambos ficam sujeitos apenas à aceleração da gravidade — ou seja, estão em queda livre.
Nesse regime, todos os corpos aceleram com a mesma aceleração \(g\), independentemente da massa. Assim o movimento vertical obedece à equação \(S_y=S_{0_y}+V_{0_y}t+\tfrac{g}{2}t^2\).
Com \(V_{0_y}=0\) e \(\Delta S=h\) (altura de queda), obtém-se \(h=\tfrac{g}{2}t^2\) e portanto \(t=\sqrt{\dfrac{2h}{g}}\). Como \(t\) depende apenas de \(h\) e \(g\), ambos os objetos chegam ao fundo ao mesmo tempo.
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