Estes tempos fui indagado em sala de aula sobre esta situação e pouco antes da indagação um amigo havia me enviado esta imagem.
Bom, espero que todos saibam que o nosso amigo da imagem irá morrer ou no mínimo se quebrar bastante.
Digamos que na queda ambos objetos adquiram uma grande velocidade e que elas sejam iguais.
Poderia afirmar que a velocidade deles seria igual pois a gravidade é a mesma para ambos, mas em uma queda real a influência do ar é importante.
Ignorando a influência da forma do objeto, os corpos mais pesados sempre caem antes.
Isto, pois sofrem menor efeito da resistência do ar.
No vácuo eles cairiam ao mesmo tempo, independentemente de suas massas, como expressou Galileu em seus trabalhos. E só para constar, Galileu nunca fez o experimento da Torre de Pisa, pois ele sabia que o mais pesado atinge o chão primeiro.
Mas voltando ao nosso problema.
A cadeira e o nosso amigo caem a mesma velocidade até que instantes antes do choque com o chão o nosso amigo pula da cadeira. Temos duas situações: uma antes do salto e outra após. Mas uma coisa é certa, a quantidade de movimento do nosso sistema cadeira-homem irá se conservar. A quantidade de movimento é o produto da massa com a velocidade de um corpo.
Como a cadeira não está fixa no chão, a força que o homem aplica na cadeira no momento do salto aumenta a velocidade da cadeira e, pela lei da ação e reação, esta mesma força é aplicada no homem para que diminurá um pouco a sua velocidade.
Para que uma pessoa consiga pular precisa aplicar no mínimo uma força maior do que o próprio peso, que seria o valor da massa multiplicado pela aceleração da gravidade.
Uma outra grandeza que está relacionada à quantidade de movimento é o impulso. Chamamos de impulso o produto da força pelo tempo de aplicação desta força e ele é igual a variação da quantidade de movimento de um corpo.
Digamos que o homem tenha aplicado uma força de 1000 N para o seu salto (maior que o seu peso para qualquer massa menor que 100 kg, considerando a aceleração da gravidade de 10 m/s²). Supondo um tempo de aplicação desta força da ordem de milisegundos, o impulso será de:
1000*0,001 = 1 Ns
Onde Ns é Newton*segundo.
Se a massa do homem for de 80 kg e supondo que ele estava com uma velocidade de 100 m/s na direção do solo, teremos:
-1 = 80*vfinal - 80*vinicial
(Sinal negativo, pois é para o lado contrário da velocidade)
-1 = 80*vfinal - 80*100
... (resumindo) ...
vfinal = 99,98 m/s
Ou seja, continuará se estoporando no chão com uma grande velocidade!
Uma coisa importante é que a massa da cadeira só modificará o aumento na sua própria velocidade e não modificará nada para o homem. Logo, poderia ser qualquer objeto.
REFERÊNCIAS:
