quarta-feira, 9 de novembro de 2011

Queda dos corpos – Aspectos históricos e alguns aplicativos

Entre diversos movimentos que ocorrem na natureza, houve sempre interesse no estudo do movimento de queda dos corpos próximos à superfície da Terra. Quando abandonamos um objeto (uma pedra, por exemplo) de uma certa altura, podemos verificar que, ao cair, sua velocidade cresce, isto é, o seu movimento é acelerado. Se lançarmos o objeto para cima, sua velocidade diminui gradualmente até se anular no ponto mais alto, isto é, o movimento de subida é retardado. As características destes movimentos de subida e descida foram objeto de estudo desde tempos bastante remotos.




Aristóteles
(384-322 a.C.)

Aristóteles e a queda dos corpos


O grande filósofo Aristóteles, aproximadamente 300 anos antes de Cristo, acreditava que, abandonando corpos leves e pesados de uma mesma altura, seus tempos de queda não seriam iguais: os corpos mais pesados alcançariam o solo antes dos mais leves. A crença nesta afirmação perdurou durante quase dois mil anos. Isso ocorreu em virtude de nossa intuição nos fazer pensar que os corpos mais pesados realmente caem mais rapidamente, além da grande influência do pensamento aristotélico em várias áreas do conhecimento. Um estudo diferenciado do movimento de queda dos corpos utilizando técnicas experimentais só viria a ser realizado pelo físico Galileu Galilei, no século XVII.

Galileu e a queda dos corpos


Galileu Galilei
(1564-1642)

Galileu é considerado o introdutor do método experimental na Física, acreditando que a realização de experimentos, ao controlar as partes importantes do fenômeno, ajudaria na sua explicação. Já os aristotélicos consideravam que os experimentos não serviam para estudar a realidade. Esse método, inovador, serviu para abordar a pesquisa de um modo diferente, o que levou a conclusões bem distintas das de Aristóteles.
Estudando a queda dos corpos através de sofisticadas técnicas experimentais e de medição, Galileu chegou à conclusão de que:

Abandonados de um mesma altura, um corpo leve e um corpo pesado caem simultaneamente, atingindo o chão no mesmo instante.”

contrariamente ao que pensava Aristóteles.

Galileu descreve em seus livros que ele teria subido ao alto da Torre de Pisa e, para demonstrar experimentalmente sua afirmativa, abandonou várias esferas de pesos diferentes, que atingiram o chão quase ao mesmo tempo.

A famosa torre inclinada de Pisa, cuja altura é de, aproximadamente, 45m. Conta-se que, do alto dessa torre, Galileu realizou sua célebre experiência sobre a queda dos corpos.


Aplicativos sobre Queda dos Corpos

Abaixo serão listados alguns aplicativos disponíveis na web sobre queda dos corpos, onde é possível visualizar a relação entre grandezas envolvidas neste movimento, como aceleração da gravidade, velocidade, posição e tempo de queda. Também é possível diferenciar a queda dos corpos no vácuo ou no ar, quando a resistência do ar é desprezível (queda livre), e no ar quando há existência de resistência com o ar.


Galileu na Torre de Pisa
Este aplicativo demonstra a teoria proposta por Galileu Galilei na queda dos corpos. É possível visualizar que corpos de diferentes massas caem ao mesmo tempo de uma mesma altura se a queda for no vácuo ou quando a resistência do ar é desprezível.

Clique aqui para visualizar o aplicativo

O Paraquedista
Um paraquedista salta de um helicóptero parado no ar a uma certa altura, porém seu paraquedas não abre e ele cai em queda livre..

Clique aqui para visualizar o aplicativo

Bungee Jump
Nessa simulação um lutador de sumô e uma criança saltam de bungee jump de um prédio de 125m para demonstrar qual deles começa a esticar a corda primeiro.

Clique aqui para visualizar o aplicativo

Queda Natural
Nessa simulação Newton está debaixo de uma macieira como espectador e o usuário pode escolher uma das maçãs e modificar seus respectivos pesos para analisar o tempo e a velocidade de queda.
Clique aqui para visualizar o aplicativo

A Queda Desesperadora
Um homem gordo e um homem magro pulam ao mesmo tempo de um helicóptero a 800m de altura. Qual dos dois chegará primeiro ao chão?

Clique aqui para visualizar o aplicativo

As Bexigas
Em cima de um prédio existem duas bexigas nas mãos de duas pessoas. Essas pessoas abandonam as duas bexigas simultaneamente e veremos qual cairá em menos tempo, a primeira ou a segunda. A altura inicial é de 100 metros do solo. O usuário poderá escolher o volume de água das bexigas: a primeira de 0 a 100 ml e a segunda de 0 a 70 ml.

Clique aqui para visualizar o aplicativo


A discussão deste post traz tópicos históricos sobre a queda dos corpos, publicados no  livro “Curso de Física” de Antônio Máximo e Beatriz Alvarenga.

5 comentários:

  1. Professor, (Espero que o blog ainda esteja ativo) Você tira dúvidas recorrente sobre problemas físicos? Bem... vou traze-la a este comentário aqui: Considere 3 observadores, o 1º se encontra em repouso (v=0), o 2º em um carro com uma velocidade de 5m/s, e o 3º em outro carro com uma velocidade de 10m/s. Ambos os observadores que estão em movimento executam uma trajetória retilínea horizontal da esquerda à direita. a Dúvida é a seguinte, como será, para o terceiro observador, a trajetória de um corpo que estava preso ao teto do segundo carro e ao se soltar descrevo uma trajetória até o chão?

    OBS.: acho que será uma meia parábola (não tenho palavra melhor para descrever) orientada da direita para esquerda, mas eu não tenho tanta certeza. Espero que tenha me entendido.

    Agradeço desde já... Essa dúvida está tirando meu sono kkkk.

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  2. Adorei, muito obrigado, me ajudou demais!! :D

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