Movimento de Queda Livre (MQL)
Um pouco de história...
Os primeiros estudos sobre queda livre surgiram na Grécia por meio do filósofo Aristóteles, por volta de 300 a.C. Ele afirmava que se dois corpos com massas diferentes fossem abandonados de uma mesma altura, o mais pesado atingiria o solo primeiro. Por muitos anos esse pensamento foi aceito, tanto por Aristóteles quanto pelos seus seguidores. Vários séculos depois (mais exatamente em XVIII), o grande físico italiano Galileu Galilei contestou esta afirmação e acabou descobrindo que ela não se verificava na prática. Conta a história que Galileu foi até o topo da Torre de Pisa para realizar experimentos e chegou a conclusão de que existia uma força que retardava o movimento do corpo, lançando então a hipótese de que o ar exercia grande influência sobre a queda dos corpos. Assim, podemos concluir que: quando dois corpos distintos são abandonados no vácuo, ou no ar com resistência desprezível, da mesma altura, o tempo de queda é o mesmo para ambos, mesmo que eles possuam massas diferentes.
Exemplo: experimento realizado entre uma pedra e uma folha, no vácuo e no ar com resistência significativa.
Conceito físico:
Quando um corpo é despencado no vácuo, ou quando a resistência do ar for desprezível para o mesmo, teremos um movimento uniformemente variado chamado de queda livre (MQL).
Nos lançamentos verticais, o movimento do corpo será, assim como na queda livre, uniformemente variado. Em ambas a condições, os corpos sofrem mesma aceleração, denominada aceleração gravitacional (g), com valor aproximado de 10 m/s ao quadrado.
Na queda, o corpo está no mesmo sentido que a força gravitacional, portanto é um movimento acelerado (onde a aceleração tem o mesmo sinal que a velocidade).
Exemplo: Imagine-se como um paraquedista que recém saltou de um avião. Ao saltar, sua velocidade inicial é igual a zero, cujo valor aumenta ao decorrer da queda. O sentido do seu corpo vai de acordo com a força gravitacional, sendo assim um movimento acelerado.
No lançamento vertical, o corpo está sendo jogado contra a força gravitacional, portanto é um movimento retardado (onde a aceleração tem o sinal oposto da velocidade).
Exemplo: Considere esta imagem onde a bola está sendo lançada para cima, claramente no sentido contrário da força gravitacional. Temos então, um movimento retardado.
Equações:
Para resolvermos problemas envolvendo queda livre e lançamento vertical, utilizamos basicamente as mesmas equações de MRUV, a diferença é que agora nós já sabemos o valor da aceleração (g). É importante ressaltar que quando falarmos de queda livre, sua velocidade inicial será sempre zero, pelo fato do corpo ou partícula simplesmente ser abandonado. Obs: quando se utiliza a aceleração gravitacional em problemas de cinemática, deve-se tomar cuidado com seu sinal, que depende do do sentido positivo ou negativo que se escolhe para a trajetória.
- O deslocamento equivale a velocidade inicial multiplicada pelo tempo, mais a aceleração gravitacional multiplicada pelo tempo ao quadrado dividido por dois (D=Vo.t+g.t²/2).
- A velocidade final é igual a velocidade inicial mais a aceleração gravitacional multiplicada pelo tempo (V=Vo+g.t).
- Quando não temos o tempo, podemos encontrar a velocidade ou o deslocamento utilizando esta fórmula: V²=Vo²+2.g.D (onde a velocidade ao quadrado é igual a velocidade inicial ao quadrado mais duas vezes a aceleração gravitacional multiplicada pelo deslocamento).
Observações: mesmo que o corpo não se mova no vácuo, é possível fazer com que a resistência do ar seja desprezível. Para isso, temos de usar corpos de pequenas dimensões e percursos curtos (por exemplo, um prego abandonado da altura de 1 m) Nesse caso, o movimento também é uniformemente variado com aceleração gravitacional.
