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Movimento vertical no vácuo

Borges e Nicolau
O movimento vertical no vácuo é um caso particular de movimento uniformemente variado (MUV). A aceleração α é igual à aceleração da gravidade g.

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Um móvel lançado verticalmente para cima, no vácuo, descreve um movimento uniformemente variado retardado, atingindo a altura máxima quando sua velocidade escalar, cujo módulo decresce com o tempo, torna-se igual a zero.

Ao descer, a velocidade escalar do móvel aumenta em módulo, o movimento é acelerado. A velocidade com que o móvel atinge o solo é, em módulo, igual à velocidade de lançamento. O tempo de subida é igual ao tempo de descida.

Exercícios básicos

Exercício 1:

Na superfície terrestre a aceleração da gravidade “g” tem um valor próximo de 10 m/s². Na prática isso significa que a velocidade de um corpo abandonado em queda livre, aumenta 10 m/s a cada segundo. Ou seja, no primeiro segundo o corpo atinge 10 m/s, depois, em intervalos de um segundo, 20 m/s, 30 m/s, 40 m/s, 50 m/s e assim por diante.

Em 5 segundos de queda, portanto, a velocidade é igual a

50 m/s = (50 x 3,6) km/h = 180 km/h.

Você sabe que quando a aceleração é constante, o movimento é uniformemente variado. (MUV)

Calcule:

a) a altura da qual um corpo partiu do repouso e atingiu o solo com velocidade de 50 m/s;

b) o tempo de queda.

Exercício 2:

Uma pedra é abandonada de uma altura igual a 20 m. Determine o intervalo de tempo decorrido para a pedra percorrer os últimos 15 m de queda. Considere g = 10 m/s² e despreze a resistência do ar.

Exercício 3:

Você faz uma pequena bolinha de papel e a lança verticalmente para cima com velocidade de 5 m/s. Quanto tempo a bolinha demora para voltar à sua mão. Qual é a altura máxima atingida pela bolinha. Considere g = 10 m/s² e despreze a resistência do ar.

Exercício 4:

Uma bolinha é abandonada de uma altura H e percorre no último segundo de queda a distância 3H/4. Despreze a resistência do ar e adote g = 10 m/s². Determine o valor de H.

Exercício 5:

De uma altura igual a 40 m lança-se verticalmente para baixo uma bolinha com velocidade 10 m/s. Depois de 1 s, lança-se do mesmo ponto, também verticalmente para baixo, outra bolinha com a mesma velocidade inicial da primeira. Qual é a distância entre elas no instante que a primeira bolinha atinge o solo? Despreze a resistência do ar e considere g = 10 m/s²

Exercício 6:

Um helicóptero sobe verticalmente em movimento uniforme e com velocidade 10 m/s. Ao atingir a altura de 75 m um pequeno parafuso desprende-se do helicóptero. Quanto tempo o parafuso leva para atingir o solo? Despreze a resistência do ar e adote g = 10 m/s².