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:
Teoricamente, aplicando a fórmula ao inverso, daria para se zerar o resultado.
ResponderExcluirEntão vai a pergunta: seria realmente possível zerar a aceleração?
Se sim, tens como dar alguns exemplos reais de quanta força seria necessária para isso?
Tem uma forma de zerar a velocidade (creio que foi isso que tu quis expressar). E é atingindo o chão! :P
ResponderExcluirSério, devido ao tempo de interação para a aplicação da força ser muito curto, se a força aumentar seria como colidir com o próprio chão.
Com a mesma velocidade (100 m/s), massa e tempo de interação teremos uma força de 8.000.000 N, ou seja, a força para erguer um corpo de 800 toneladas! O.O
ResponderExcluirNão entendi. Esse último comentário refere-se a que?
ResponderExcluirSim, quis dizer zerar a velocidade mesmo. Interromper a queda.
Pelo que eu entendi, apenas a cadeira ganhará mais velocidade. Para o homem diminuir a sua, a cadeira deveria ter um ponto de apoio, não é? Ou o atrito com o ar faz esse apoio?
O último post (meu) demonstra a força necessária para zerar a velocidade.
ResponderExcluirO homem diminui a sua velocidade também. Pois pela terceira lei de Newton, a cadeira fará uma força de reação no homem, o problema não chega a ser o ponto de apoio, o problema é a grande velocidade e a aceleração da gravidade.
Este post foi bem difícil (o mais difícil de todos). Quando pensei nele achei que seria simples, mas tive que quebrar a cabeça e fazer algumas contas.
Então, com um "coice" de 8 toneladas, o (super) cara interromperia a queda, parando no ar?
ResponderExcluirSeria interessante fazer um experimento desses. Digo, com algum dispositivo ou uma máquina, com peso menor, e que permitisse a produção dessa força...
Diego, nosso novo Beakman! \o/
ResponderExcluir=P
Não, com um "coice" de 8000 toneladas o (super) cara viraria uma panqueca parada no ar, não esqueça da inércia.
ResponderExcluirOutra coisa, aquele valor de tempo de interação é uma aproximação de ordem, mas mesmo que o tempo fosse de 1 ds a força para pará-lo seria enorme.
A inércia nesse caso aplicada ao corpo do super: a composição do corpo não suportaria a força exercida, ainda mais de forma tão brusca como em um curto intervalo de tempo, provocando um efeito análogo ao “bater de uma raquete em uma bola de tênis”, neste caso respeitando a fisiologia do homem ele seria esmagado ao invés de quicar. KSKSKSKSKKSKSK
ExcluirCorreto?
Mas o homem ta sentado na cadeira não tem cmo a cadeira estar fazendo a reação no homem tem? ele só ta sentado nela g.g
ResponderExcluirSempre quando dois corpos se tocam haverá forças de ação e reação. Mais do que isso na verdade, quando um corpo faz força sobre outro, assim o Peso que exerce sua força sem tocar nos objetos também tem uma reação na Terra, o corpo que causou a força.
ResponderExcluirSegundo a lei de meuzovo a cadeira se transformaria em uma loira gostosa e colidiriam com uma sarrada da mais fudida no chão do negão e da loira que se tornou gravidade elevada a x.n/FF^2
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