Explique por que a aceleração de queda livre pode ser considerada uma constante para objetos que se enquadram em cem metros de superfície?
Você está certo em se perguntar por que muitas vezes podemos tratar a aceleração de queda livre como constante quando os objetos estão caindo relativamente perto da superfície da Terra. Aqui está o porquê:
1. Força e distância gravitacional: *
Lei quadrada inversa: A força da gravidade entre dois objetos é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre seus centros. Isso significa que, à medida que a distância entre os objetos aumenta, a força gravitacional diminui rapidamente.
*
raio da Terra: A terra é enorme! Seu raio é de aproximadamente 6.371 quilômetros. Comparado a isso, algumas centenas de metros são uma pequena fração.
2. O efeito da distância na aceleração: * Como a distância entre o objeto em queda e o centro da terra muda muito pouco a poucas centenas de metros, a força gravitacional que atua no objeto permanece quase constante.
* Força constante significa aceleração constante.
3. A resistência ao ar é o fator maior: * Embora a aceleração gravitacional seja quase constante em algumas centenas de metros, a resistência ao ar se torna um fator muito mais significativo à medida que um objeto cai.
* A resistência ao ar aumenta com a velocidade, para que possa ter um impacto significativo na aceleração do objeto, especialmente a distâncias mais longas.
Exemplo: Imagine que uma bola caiu de uma torre de 500 metros. A mudança na distância do centro da Terra é insignificante em comparação com o raio da Terra. Portanto, a força gravitacional e, portanto, a aceleração devido à gravidade, permanece quase constante durante o outono.
Conclusão: Embora tecnicamente, a aceleração gravitacional varia ligeiramente com a distância, para objetos que caem algumas centenas de metros perto da superfície da Terra, essa variação é tão pequena que podemos considerá -la constante para fins práticos. A resistência ao ar, por outro lado, pode ter um impacto mais perceptível no movimento do objeto.