Questões de Vestibular Comentadas sobre queda livre em física

A seguinte figura ilustra o “aparelho de Morin”, utilizado em laboratórios de Física no século XIX para registrar o movimento de um corpo em queda livre; no caso, um corpo metálico cônico com uma caneta presa a si para, durante a queda, registrar no papel milimetrado colado no cilindro, que gira em rotação uniforme, o traçado do movimento desse corpo. Diante do exposto, qual será o traçado registrado em um gráfico de espaço d em função do tempo t, para esse corpo em queda livre?

O sistema solar é formado por planetas que apresentam diferentes acelerações da gravidade. Admita que um corpo é solto em queda livre na Terra a uma altura h e atinge a superfície do planeta com velocidade de 5 m/s. Admita ainda um planeta P, também do sistema solar, em que o mesmo corpo é solto, à mesma altura h, e atinge velocidade final de 8 m/s.
Sabe-se que o quadrado da velocidade com a qual um corpo em queda livre atinge a superfície é diretamente proporcional à aceleração da gravidade do planeta. Considere os valores aproximados apresentados na tabela:

PLANETA               ACELERAÇÃO DA GRAVIDADE (m/s²)
   Júpiter                                                 25
   Marte                                                   4
   Netuno                                                11
   Terra                                                    10
   Vênus                                                   9


Com base nessas informações, o planeta que apresenta a aceleração da gravidade mais próxima à do planeta P é:

É quase um bungee jump, mas ligeiramente menos radical. A 60 metros do chão, o “Queda Livre”, em Brotas, dá frio na barriga só de olhar, mas a queda livre, na verdade, é bem menor: 25 metros.
(https://viagem.estadão.com.br, 01.05.18. Adaptado.)


(aventurando.com.br)
Considerando que a resistência do ar seja desprezível, que a aceleração da gravidade do local seja igual a 10 m/s² e que, nessa atração, o salto se dê a partir do repouso, o tempo total em que uma pessoa experimenta a sensação de queda livre antes de começar a ser freada pela corda elástica é de

Para analisar a queda dos corpos, um estudante abandona, simultaneamente, duas esferas maciças, uma de madeira e outra de aço, de uma mesma altura em relação ao solo horizontal. Se a massa da esfera de aço fosse maior do que a massa da esfera de madeira e não houvesse resistência do ar, nesse experimento

Na ilustração abaixo, um objeto é solto do repouso de uma certa altura.

(Hewitt, Paul G. Física conceitual. Trad.Trieste Freire Ricci e Maria Helena Gravina.9 ed. Porto Alegre: Bookman, 2002.p.67.)

Sendo o peso do objeto e a força de resistência do ar, constata-se que,

Observe a tirinha.

Disponível em: <http://www.cbpf.br/~caruso/tirinhas/>.

A tirinha anterior mostra um experimento com corpos em queda livre no vácuo, explicado satisfatoriamente por Galileu. Nesse caso, pode-se afirmar que 

Um estudante faz uma experiência com dois blocos, 1 e 2, colocando-os nas bordas opostas de uma superfície plana a uma altura h do solo, como mostrado na figura.


A massa do bloco 2 é o dobro da massa do bloco 1. Ambos os blocos são então abandonados a partir do repouso: o bloco 1 desce em queda livre, e o bloco 2 desce pela rampa. Efeitos de atrito e resistência do ar são desprezíveis. Considere as afirmações a seguir: I - Os dois blocos chegam ao nível do solo no mesmo instante já que a inclinação da rampa é compensada exatamente pela maior massa do bloco 2. II - O módulo da aceleração do bloco 2 é a metade do módulo da aceleração do bloco 1. III - Os módulos das velocidades dos dois blocos, imediatamente antes de atingir o nível do solo, são iguais.
Com relação às afirmações acima, marque a única opção correta.

No dia 14 de agosto, parte da Ponte Morandi, em Gênova, na Itália, desabou, e a maior parte dos seus destroços caiu sobre o córrego Polcevera. Se a parte inferior da ponte ficava a 50 m de altura do córrego, e supondo que os fragmentos desse desabamento tenham despencado em queda livre, determine a velocidade aproximada com que os fragmentos da parte inferior da estrutura chegaram às águas do Polcevera.
Dado g = 10 m/s² .

A figura mostra uma série de fotografias estroboscópicas de duas esferas, A e B, de massas diferentes. A esfera A foi abandonada em queda livre e, no mesmo instante, B foi lançada horizontalmente, com velocidade inicial V<sub>0.

(www.fsc.ufsc.br. Adaptado.)</sub>

Considere as medidas indicadas na figura, a resistência do ar desprezível e g = 10 m/s² . Nessas condições, o módulo de V₀ , em m/s, é

Uma pessoa está segurando um livro no interior de um elevador em movimento vertical, uniforme e descendente. Em determinado instante, rompe-se o cabo de sustentação do elevador e ele passa a cair em queda livre. De susto, a pessoa solta o livro. A ação dissipativa do ar ou de outro tipo de atrito é desprezível.
A partir do momento em que é abandonado, e enquanto o elevador não tocar o chão, o livro

Observe a tabela abaixo, que apresenta as massas de alguns corpos em movimento uniforme.

Admita que um cofre de massa igual a 300 kg cai, a partir do repouso e em queda livre de uma altura de 5 m.

Considere Q₁ , Q₂ , Q₃ e Q₄ , respectivamente, as quantidades de movimento do leopardo, do automóvel, do caminhão e do cofre ao atingir o solo.

As magnitudes dessas grandezas obedecem relação indicada em:

Uma pessoa segura um pequeno corpo de massa m que está preso a um ponto fixo por um fio flexível de comprimento R. O fio está, inicialmente, estendido horizontalmente. Após ser solto pela pessoa, o corpo faz um movimento circular de raio R em torno do ponto fixo. Considere o movimento desde a situação inicial descrita até a situação em que o corpo passa pelo ponto mais baixo da trajetória, ou seja, quando o fio está estendido na direção vertical.
Nesse processo, o trabalho realizado pela força peso sobre o corpo vale

Considere que Lucy tenha caído de uma altura igual a 20 m, com aceleração constante, atingindo o solo com a velocidade de 60 km/h.

Nessas condições, o valor da aceleração, em m/s², corresponde aproximadamente a:

No período de estiagem, uma pequena pedra foi abandonada, a partir do repouso, do alto de uma ponte sobre uma represa e verificou-se que demorou 2,0 s para atingir a superfície da água. Após um período de chuvas, outra pedra idêntica foi abandonada do mesmo local, também a partir do repouso e, desta vez, a pedra demorou 1,6 s para atingir a superfície da água.

Considerando a aceleração gravitacional igual a 10 m/s² e desprezando a existência de correntes de ar e a sua resistência, é correto afirmar que, entre as duas medidas, o nível da água da represa elevou-se

Quatro bolas são lançadas horizontalmente no espaço, a partir da borda de uma mesa que está sobre o solo. Veja na tabela abaixo algumas características dessas bolas.

Bolas Material Velocidade inicial (m.s^–1 ) Tempo de queda (s)

1 chumbo 4,0 t₁

2 vidro 4,0 t₂

3 madeira 2,0 t₃

4 plástico 2,0 t₄

_{A relação entre os tempos de queda de cada bola pode ser expressa como:}

Uma bola de massa m é solta do alto de um edifício. Quando está passando pela posição y = h, o módulo de sua velocidade é v. Sabendo-se que o solo, origem para a escala de energia potencial, tem coordenada y = h0 , tal que h > h0 > 0, a energia mecânica da bola em y = (h — h0)/2 é igual a

Recentemente, uma equipe de astrônomos afirmou ter identificado uma estrela com dimensões comparáveis às da Terra, composta predominantemente de diamante. Por ser muito frio, o astro, possivelmente uma estrela anã branca, teria tido o carbono de sua composição cristalizado em forma de um diamante praticamente do tamanho da Terra.

Considerando que a massa e as dimensões dessa estrela são comparáveis às da Terra, espera-se que a aceleração da gravidade que atua em corpos próximos à superfície de ambos os astros seja constante e de valor não muito diferente. Suponha que um corpo abandonado, a partir do repouso, de uma altura h = 54 m da superfície da estrela, apresente um tempo de queda t = 3,0 s. Desta forma, pode-se afirmar que a aceleração da gravidade na estrela é de

Uma professora de física, com o propósito de verificar se as idéias que os seus alunos traziam sobre a queda dos corpos se aproximavam da idéia defendida por Aristóteles, ou se estavam mais de acordo com a de Galileu, criou um diálogo entre dois colegas, os quais discutiam sobre o motivo de os corpos caírem de forma diferente, um tentando convencer o outro de que sua idéia era a mais correta.



A partir do diálogo criado pela professora, alguns alunos deram as seguintes explicações que ela transcreveu na lousa:

I - Concordo com o colega A, pois isto acontece porque os corpos têm densidades diferentes.

II - Concordo com o colega B, pois durante a queda os corpos sofrem a resistência do ar.

III - Concordo com o colega A, porque a diferença de tempo na queda dos corpos se deve à resistência imposta ao movimento pelo ar.

IV - Concordo com o colega B, porque o tempo de queda de cada corpo depende, também, de sua forma.

Das explicações dadas pelos alunos nas proposições supracitadas, identifique qual(is) dela(s) está(ão) corretamente de acordo com as idéias de Galileu Galilei: