No vácuo, a massa de um objeto
não afetar seu movimento durante a queda livre. Isso ocorre porque a força da gravidade atua igualmente em todos os objetos, independentemente de sua massa. Isso é famosamente demonstrado pelo experimento pensado de Galileu, onde ele propôs que uma pena e uma bola de canhão cairiam na mesma proporção no vácuo.
Aqui está o porquê:
*
aceleração devido à gravidade (g): A aceleração devido à gravidade na Terra é de aproximadamente 9,8 m/s². Isso significa que todo objeto, independentemente de sua massa, cai na mesma taxa.
*
Força da gravidade (f): A força da gravidade que atua em um objeto é diretamente proporcional à sua massa (f =mg). No entanto, essa força também afeta a aceleração do objeto, que é inversamente proporcional à sua massa (a =f/m).
* Cancelamento
: Esses dois fatores se cancelam. O aumento da força de gravidade em um objeto mais pesado é precisamente neutralizado por sua inércia maior, resultando na mesma aceleração que um objeto mais leve.
No entanto, na realidade, a resistência ao ar desempenha um papel significativo. A resistência ao ar é uma força que se opõe ao movimento de um objeto através do ar. A quantidade de resistência ao ar depende de fatores como a forma, tamanho e velocidade do objeto.
*
Efeito em objetos mais leves: Objetos mais leves experimentam um maior impacto da resistência ao ar em relação ao seu peso, diminuindo a descida.
*
Efeito em objetos mais pesados: Objetos mais pesados têm um peso maior, que pode superar a resistência do ar com mais eficácia.
Portanto, na presença de resistência ao ar: *
objetos mais leves cairá mais devagar que objetos mais pesados.
*
objetos mais pesados cairá mais rápido que os objetos mais leves.
em conclusão: *
no vácuo: Todos os objetos caem na mesma taxa, independentemente da massa.
*
no ar: Objetos mais pesados cairão mais rápido que os objetos mais leves devido à resistência do ar.