Considere uma pena de ave que pesa 30 g, uma minúscula esfer...

Alternativa correta: E - Na ausência de ar, o martelo cai à mesma velocidade que a pena.

Tema central da questão:

Esta questão explora o conceito de queda livre e a influência da resistência do ar nos movimentos de objetos de diferentes massas e formas. Quando objetos caem, a resistência do ar pode afetar significativamente o tempo de queda, dependendo da forma e densidade do objeto. Na ausência de ar, todos os objetos caem apenas sob a influência da gravidade, independentemente de suas massas.

Resumo teórico:

Em um ambiente sem ar, como o vácuo, todos os objetos caem com a mesma aceleração devido à gravidade, geralmente denotada por g, que na Terra vale aproximadamente 9,8 m/s². Isso ocorre porque a força gravitacional atua proporcionalmente à massa, e a aceleração é a mesma para todos. Este conceito é uma das previsões da Teoria da Gravitação Universal de Newton. Por outro lado, na presença de ar, a resistência do ar causa variações no tempo de queda, dependendo da forma, área de superfície e velocidade terminal de cada objeto.

Justificativa da alternativa correta:

A alternativa E é correta porque, na ausência de ar, tanto o martelo quanto a pena caem à mesma velocidade e atingem o solo ao mesmo tempo. Isso ocorre porque a resistência do ar é nula, e a única força atuante é a gravidade, que acelera todos os objetos igualmente, conforme explicado pela Lei da Gravitação Universal.

Análise das alternativas incorretas:

A: Incorreta. Na ausência de ar, todos os objetos caem com a mesma aceleração. Não há diferença na rapidez de queda entre o martelo e a pena.

B: Incorreta. Na presença de ar, a resistência afeta mais a pena devido à sua maior área de superfície em relação à massa. A esfera e o martelo cairiam mais rápido que a pena, mas não há razão para a esfera cair mais rápido que o martelo.

C: Incorreta. Na ausência de ar, todos os objetos caem com a mesma aceleração, portanto, não há diferenças na rapidez de queda entre a esfera, a pena e o martelo.

D: Incorreta. Na presença de ar, a resistência do ar afeta mais a pena do que a esfera, resultando em a pena caindo mais lentamente do que a esfera, não o contrário.

Estratégia para interpretação:

Ao enfrentar questões como esta, identifique palavras-chave como "ausência de ar" ou "presença de ar" para determinar se a resistência do ar deve ser considerada. Lembre-se das condições ideais de queda livre no vácuo, onde a única força é a gravidade, e todos os objetos caem igualmente.

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