Objetos em queda sofrem os efeitos da resistência do ar, a qual exerce uma força que se opõe ao movimento desses objetos, de tal modo que, após um certo tempo, eles passam a se mover com velocidade constante. Para uma partícula de poeira no ar, caindo verticalmente, essa força pode ser aproximada por Fa = –bv , sendo v a velocidade da partícula de poeira e b uma constante positiva. O gráfico mostra o comportamento do módulo da força resultante sobre a partícula, FR, como função de v, o módulo de v.
O valor da constante b, em unidades de N s/m, é
| Note e adote:
O ar está em repouso. |
a) 1,0 x 10-14
b) 1,5 x 10-14
c) 3,0 x 10-14
d) 1,0 x 10-10
e) 3,0 x 10-10
Tags – Física, resistência do ar, análise de gráfico, análise de forças, movimento acelerado.
Resolução
Observemos que quando a velocidade da partícula é nula e o ar não exerce nenhuma força de resistência, estando, portanto, a poeira sujeita apenas a força gravitacional do local, que pelo gráfico é de 3 x 10-14 N. Quando a partícula atinge a velocidade de 1 x 10-4 m/s a resultante de forças sobre a partícula é nula o que implica que a força gravitacional e o força de resistência do ar possuem o mesmo módulo e sentido opostos, assim sendo:
|Fgrav.| = |Fres.| → 3 x 10-14 N = bv = b x 10-4 m/s → b = 3 x 10-10 kg/s
Alternativa E.
