Aqui está um colapso das forças que agem em um objeto em queda:
1. Gravidade (Força da Atração): *
Direção: Sempre para baixo, em direção ao centro da terra.
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magnitude: Determinado pela massa do objeto e pela força do campo gravitacional. Na Terra, isso é de aproximadamente 9,8 m/s².
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Efeito: A gravidade puxa o objeto para baixo, fazendo com que ele acelere.
2. Resistência ao ar (arrasto): *
Direção: Em frente à direção do movimento (para cima).
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magnitude: Depende da forma, tamanho, velocidade e densidade do objeto. Objetos maiores e menos simplificados experimentam maior resistência ao ar.
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Efeito: A resistência do ar diminui o objeto, opondo -se à aceleração devido à gravidade.
3. Flutuabilidade: *
Direção: Para cima, oposto à gravidade.
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magnitude: Determinado pelo volume do objeto, a densidade do ar (ou fluido se o objeto estiver em água) e a aceleração devido à gravidade.
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Efeito: A flutuabilidade atua para reduzir o peso efetivo do objeto. No entanto, para a maioria dos objetos queda, a flutuabilidade é muito pequena em comparação à gravidade.
Entendendo a interação: *
queda livre: No vácuo (sem resistência ao ar), a única força que atua no objeto é a gravidade. O objeto acelera a uma taxa constante de 9,8 m/s².
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Velocidade do terminal: Quando um objeto cai, a resistência ao ar aumenta com a velocidade. Eventualmente, a força ascendente da resistência do ar é igual à força descendente da gravidade. Nesse ponto, o objeto para de acelerar e cai a uma velocidade constante chamada velocidade terminal.
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fatores que afetam a velocidade terminal: Um objeto mais pesado terá uma velocidade terminal mais alta do que um objeto mais leve. Um objeto mais simplificado terá uma velocidade terminal mais alta do que um objeto menos simplificado.
Em resumo, as forças que atuam em um objeto que caem são a gravidade puxando -o para baixo e a resistência ao ar empurrando -a para cima. A interação entre essas forças determina a velocidade e a aceleração do objeto.