Quando os corpos caem, significa que eles estavam em algum lugar mais alto do que eles poderiam estar, isto é óbvio, afinal nada cai a partir do chão. Então, podemos começar a pensar um pouco e tentar fazer física em cima da queda dos corpos, e isto tem um nome, chama-se: Queda livre.
Porque livre? Porque está livre de qualquer ação que não seja a gravidade.
Vuaaaaaaaaaaaaaaalá! Gravidade? Sim. Mas o que é?
Bom, sem entrar nas entrelinhas, a força da gravidade é a capacidade de MASSA atrair MASSA, é isso mesmo que você tá pensando! Qualquer corpo que tenha massa, vai necessariamente atrair outro corpo que tem massa. É por isso que as vezes vocês se sentem atraidos incontrolavelmente por aquele bonitão de óculos e barba mal feita, rapazes.
Newton formulou isto, de uma forma até simples...
Onde G significa constante da Gravitação (e tem o valor acima no SI), M é a massa do planeta geralmente (no nosso caso a Terra), m é a massa do objeto, e r² é a distância do centro da massa grande (M, Terra) até o objeto.
Agora vamos fazer uma coisa bem interessante, vamos isolar o m daquela equação acima, que por sinal chama-se Lei da Gravitação Universal, e chamaremos o termo isolado de g, e o que temos?
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| g significa "aceleração da gravidade", na Terra g vale em média 9,8m/s² ou aproximados 10m/s². O valor varia de acordo com o raio da Terra afinal, existem locais bem altos, como as montanhas, e locais bem baixos, como o nivel do mar. Mas a variação é bem pequena, Sapo e eu garantimos! |
A famosa equação do Peso, ou seja, peso não é a sua massa, mas sim a força que a gravidade exerce sobre ela. Fazendo um exercicio mental rápido, se você "pesa" 60kg, na Terra seu peso será 600N.
Como eu já sei as unidades que estou usando? Porque força Peso é força, e portanto medida em Newton (N), e o g é a aceleração da gravidade, e portanto é aceleração e é medido em m/s².
Ponto mega super hiper importante: A força da gravidade, ou força Peso, ou Peso, SEMPRE aponta para o centro da massa grande (no caso a Terra). Ou seja, a gravidade está sempre direcionada para baixo e é por esse motivo que quando você pula você volta para o chão, se não você pularia e sairia voando cada vez mais rápido.
Então, concluindo tudo...
Se eu sei que os corpos caem porque estão sujeitas a gravidade, e nada mais (lembre-se do inicio do post), eu posso determinar a posição no tempo e a velocidade no tempo. Mas como? Lembre-se que sempre podemos utilizar a 2ª lei de Newton para resolver os problemas, vamos lá...
O que a 2ª lei nos diz? Que a soma de TODAS as forças que atuam num corpo é igual a massa vezes a aceleração dele. Mas quais são as forças que estão atuando no corpo caindo, desprezando todo o resto do universo? Apenas a força Peso.
O que nos conclui que o negativo da aceleração da gravidade é a aceleração do corpo. Mas porquê negativo? Veja no esquema a direção do eixo Y, ele aponto de baixo para cima, ou seja, valores maiores de altura estão lá pra cima, e valor menores estão em baixo. Como a aceleração da gravidade aponta para baixo, e como você deve sempre considerar positivo aquilo que está na direção do seu eixo, o g deve ser negativo.
Se sabemos que um corpo tem aceleração constante, ele deve estar no MRUV. Trocando X por Y dos posts anteriores, afinal não estamos na horizontal e sim na vertical, temos as equações para a queda de um corpo em queda livre:
Mas temos que entender o que é cada coisa para finalizar:
Y é a posição do corpo na direção vertical, é a posição em cada instante.
Yo é a posição inicial do corpo, a altura dele. As vezes chama-se de H ou h.
Vy é a velocidade do corpo na direção vertical, é a velocidade em cada instante.
Voy é a velocidade inicial do corpo, antes de começar a cair, as vezes pode ser zero se for apenas solto.
Bom é isso! Para bom entendedor meia palavra basta, e aí já tem palavra demais...
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