Na física, a queda livre é estudada como uma particularização de um movimento uniforme variado, também expresso nessa área como MRUV. Esse movimento foi estudado pela primeira fez pelo grande filósofo grego Aristóteles, que viveu em uma época de aproximadamente 300 a.C.. Seus estudos continham sua afirmação de que se duas pedras caíssem de uma mesma altura, aquela que fosse a mais pesada chegaria ao chão primeiro. Isso foi aceito por muito tempo, mas sem que seguidores e até mesmo o próprio filósofo verificassem a afirmação.
O desenvolvimento do conceito
Posteriormente, no século XVII, o físico e astrônomo Galileu Galilei, italiano, usou um método experimental para, enfim, determinar que o que Aristóteles afirmava não se aplicava na prática. Galileu foi considerado o pai da experimentação, e acreditava que somente depois de experimentos e comprovação, uma afirmativa poderia ser confirmada. Seu feito, em repetição ao de Aristóteles, foi lançou duas esferas de peso igual de cima da Torre de Pisa, notando que chegavam ao solo ao mesmo tempo.
Ele pode perceber que existia a ação de uma força que, ao movimento de o corpo estar caindo, retardava a movimentação dele. Com isso, ele lançou à sociedade uma hipótese: o ar tem influência na queda dos corpos. Se dois corpos forem largados a uma mesma altura em um ambiente de vácuo ou ainda com resistência desprezível, pode-se notar que o tempo de queda será o mesmo, mesmo que eles tenham pesos diferenciados.
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Como calcular?
O movimento, acelerado, sofre a ação da gravidade – representada por g – que é variável em cada ponto da superfície terrestre. No estudo da física, no entanto, somos instruídos a aceitar um valor constante – desprezando a resistência do ar: 9,8 m/s².
Para calcular o movimento de queda livre, precisamos de, basicamente, duas equações:
Onde cada um dos elementos representa uma unidade de medida, conforme especificado abaixo:
v é a velocidade
t é o tempo
g representa a aceleração da gravidade
d, por fim, representa a distância percorrida pelo corpo em queda.
Exemplo
Para melhor entendimento, vamos conferir um exemplo?
- Um corpo é abandonado em queda livre em uma determinada altura, e o tempo que ele leva para chegar à superfície é de 6 segundos. Qual é a velocidade com que este corpo chega ao solo? Considere g = 9,8 m/s².
Vamos usar a fórmula V = g . t
V = 9,8 . 6
V = 58,8 m/s ou ainda 211,68 Km/h
- Em um edifício de construção, um tijolo cai acidentalmente e chega ao solo a uma velocidade de 30 m/s. Encontre o tempo que esse tijolo demorou para chegar ao solo e a altura do edifício, considerando que g = 10 m/s.
Para calcular o tempo, vamos usar a fórmula v = g . t
Em seguida, precisamos encontrar a altura do prédio com a fórmula
