1.1 - Queda livre

A queda livre é o movimento que ocorre quando algum corpo é abandonado de uma determinada altura nas proximidades da Terra. A trajetória é retilínea, vertical e a aceleração é da gravidade (g) constante, cujo módulo é 9,8 m/s². Como não é possível desprezar a resistência do ar, na prática não existe queda livre. Porém, em várias situações podemos desconsiderar a resistência do ar, por exemplo, quando deixamos cair um objeto de uma altura pequena.

Observe a figura abaixo. Vamos orientar o eixo vertical para cima, com a origem no solo.

Nessas condições, como a gravidade é orientada para baixo, o seu módulo terá um sinal negativo. O deslocamento Δx será a altura h (ou Δy).

Você já deve ter visto muitas vezes, ao deixarmos cair uma pedra e uma pena, a pedra cai primeiro. No entanto, podemos mostrar que isso só ocorre porque o ar exerce um efeito retardador na queda de qualquer objeto. Se deixarmos cair a pedra e a pena dentro de um tubo em que foi feito vácuo (sem ar), observamos que os dois objetos caem simultaneamente. Como já vimos, o movimento de queda dos corpos no vácuo ou no ar (quando a resistência é desprezível), é denominada queda livre.

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Retomando algumas equações da Aula 1, e substituindo as grandezas: aceleração (pela aceleração da gravidade) e deslocamento (pela altura), obtemos:

Equações da queda livre

• Velocidade em relação ao tempo

$v = v_{0} - gt$

• Posição em relação ao tempo

$y = y_{0} + v_{0}t - \frac{1}{2}gt^{2}$

• Velocidade em relação à posição

$v^{2} = v_0^2 - 2g h$