Quando um objeto cai em direção à Terra, muitas coisas diferentes acontecem, variando de transferência de energia a resistência do ar, velocidade e impulso crescentes. A compreensão de todos os fatores em jogo prepara você para compreender uma série de problemas da física clássica, o significado de termos como momentum e a natureza da conservação de energia. A versão curta é que quando um objeto cai em direção à Terra, ele ganha velocidade e momento, e sua energia cinética aumenta à medida que sua energia potencial gravitacional cai, mas essa explicação pula muitos detalhes importantes.
TL; ; Não lidos)
Quando um objeto cai em direção à Terra, ele acelera devido à força da gravidade, ganhando velocidade e momento até que a força ascendente da resistência do ar equilibre exatamente a força descendente devido ao peso do objeto sob gravidade - um ponto conhecido como velocidade terminal.
A energia potencial gravitacional que um objeto tem no início de uma queda é convertida em energia cinética quando cai, e essa energia cinética entra em produzir som, fazendo com que o objeto para saltar, e deformar ou quebrar o objeto, uma vez que atinge o chão.
Velocidade, aceleração, força e Momentum
A gravidade faz com que os objetos caiam em direção à Terra. Em toda a superfície do planeta, a gravidade causa uma aceleração constante de 9,8 m /s 2, geralmente dada pelo símbolo g Momentum ( p A força ( F Resistência do Ar e Velocidade Terminal A atmosfera da Terra desempenha um papel no processo. O ar diminui a queda do objeto devido à resistência do ar (essencialmente a força de todas as moléculas de ar atingindo-o quando ele cai), e essa força aumenta quanto mais rápido o objeto cai. Isso continua até atingir um ponto chamado velocidade terminal, em que a força descendente, devido ao peso do objeto, corresponde exatamente à força ascendente devida à resistência do ar. Quando isso acontece, o objeto não pode acelerar mais e continua a cair nessa velocidade até atingir o chão. Em um corpo como a nossa lua, onde não há atmosfera, esse processo não ocorreria, e o objeto continuaria a acelerar devido à gravidade até atingir o chão. Transferências de energia em um objeto em queda Uma maneira alternativa de pensar sobre o que acontece quando um objeto cai em direção à Terra é em termos de energia. Antes de cair - se assumirmos que está parado - o objeto possui energia na forma de potencial gravitacional. Isso significa que ele tem o potencial de captar muita velocidade devido à sua posição em relação à superfície da Terra. Se estiver parado, sua energia cinética é zero. Quando o objeto é liberado, a energia potencial gravitacional é gradualmente convertida em energia cinética à medida que aumenta a velocidade. Na ausência de resistência do ar, o que faz com que alguma energia seja perdida, a energia cinética imediatamente antes do objeto atingir o solo seria a mesma que a energia potencial gravitacional que tinha em seu ponto mais alto. O que acontece quando um objeto atinge o chão? Quando o objeto atinge o solo, a energia cinética tem que ir para algum lugar, porque a energia não é criada ou destruída, apenas transferida. Se a colisão é elástica, o que significa que o objeto pode pular, grande parte da energia entra em ação, fazendo com que ele pule novamente. Em todas as colisões reais, a energia é perdida quando atinge o solo, parte da criação de um som e a entrada de deformações ou mesmo a quebra do objeto. Se a colisão é completamente inelástica, o objeto é esmagado ou amassado, e toda a energia entra na criação do som e do efeito no próprio objeto.
. Isso varia muito pouco dependendo de onde você está (é cerca de 9,78 m /s 2 no equador e 9,83 m /s 2 nos pólos), mas permanece praticamente o mesmo em toda a superfície. Essa aceleração faz com que o objeto aumente de velocidade em 9,8 metros por segundo a cada segundo que ele cai sob gravidade.
) está intimamente ligado à velocidade ( v
) através da equação p
= mv
, então o objeto ganha força ao longo de sua queda. A massa do objeto não afeta a rapidez com que ele cai sob a gravidade, mas objetos massivos têm mais força na mesma velocidade devido a essa relação.
) agindo de acordo o objeto é demonstrado na segunda lei de Newton, que afirma que a força = massa × aceleração. Nesse caso, a aceleração é devida à gravidade, então um
= g,
o que significa que F
= mg
, a equação para peso.