Queda livre: a massa muda a rapidez com que as coisas caem?
1 · Prever
Solte uma bola leve, uma média e uma pesada da mesma altura ao mesmo tempo. Qual deles atinge o solo primeiro?
- A bola mais pesada cai mais rápido e cai primeiro.
- Todos os três caem na mesma proporção e pousam juntos.
- A bola mais leve cai mais rápido e cai primeiro.
2 · Preparar
- Abra a predefinição de queda livre. Você deverá ver três bolas de tamanhos diferentes alinhadas na mesma altura.
- Anexe a sonda de altura à bola média e confirme se todas as três bolas começam na mesma posição y.
- Execute a simulação e use o cronômetro/contador de quadros para cronometrar a queda de cada bola.
3 · Coletar Dados
| Missa (kg) | Tempo decorrido (s) | Velocidade de queda (m/s) | Momento (kg·m/s) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 1.00 | ||
| 3.00 | 1.00 | ||
| 6.00 | 1.00 |
Plote a velocidade de queda (eixo y) em relação ao tempo decorrido (eixo x) para todas as três bolas no mesmo gráfico.
4 · Analisar
- Compare as velocidades de queda das bolas leves, médias e pesadas no mesmo tempo decorrido. O que você percebe?
- Usando seus dados, calcule a aceleração (Δvelocidade / Δtempo) para cada bola. Como isso se compara a g = 9.8 m/s²?
5 · Aprofundar
- Uma pena e uma bola de boliche lançadas no ar NÃO caem juntas. Que força, faltando neste sim idealizado, causa essa diferença?
- Os astronautas na Lua largaram um martelo e uma pena e pousaram juntos. Explique por que a Lua é um lugar melhor que a Terra para ver esta demonstração com objetos reais.
A física por trás deste experimento
Momento
Embora todas as três bolas compartilhem a mesma velocidade de queda em um determinado momento, seus momentos diferem porque o momento aumenta com a massa – é por isso que a bola pesada causaria mais danos no impacto, apesar de não cair mais rápido.