Analisando o lançamento do ponto de vista físico, descreva a trajetória da bomba ao ser solta pelo avião através de dois referenciais, desprezando a resistência do ar: 1) Do homem que soltou a bomba pela abertura do avião em movimento e observa o objeto caindo. 2) De uma pessoa parada no solo, longe o suficiente para ver a bomba sendo jogada do avião.

Questão

Analisando o lançamento do ponto de vista físico, descreva a trajetória da bomba ao ser solta pelo avião através de dois referenciais, desprezando a resistência do ar:

  1. Do homem que soltou a bomba pela abertura do avião em movimento e observa o objeto caindo.

  2. De uma pessoa parada no solo, longe o suficiente para ver a bomba sendo jogada do avião.

Resposta

95%
  1. No referencial do homem no avião (em MRU com o avião): ao soltar a bomba, ela mantém a mesma velocidade horizontal do avião naquele instante. Como o observador do avião também tem essa mesma velocidade horizontal, a velocidade relativa horizontal da bomba é nula. Assim, ele vê a bomba cair em linha reta vertical, com movimento uniformemente acelerado para baixo (aceleração gg).

  2. No referencial de uma pessoa parada no solo: a bomba é solta com velocidade horizontal inicial igual à do avião e velocidade vertical inicial zero (no instante da soltura). A partir daí, sofre apenas a aceleração da gravidade gg na vertical, mantendo a componente horizontal constante. A composição de MRU na horizontal com MUV na vertical produz uma trajetória parabólica (movimento de projétil).

Explicação

Ideia física central: ao desprezar a resistência do ar, a única força atuando na bomba após a soltura é o peso, então a aceleração é somente vertical (a=gy^\vec a = -g\,\hat{y}). A diferença entre as descrições vem do referencial (relatividade do movimento).


1) Referencial do homem no avião

  • O avião move-se com velocidade aproximadamente constante vv (MRU).
  • No instante da soltura, a bomba tem velocidade horizontal vv em relação ao solo.
  • O homem no avião também tem velocidade horizontal vv em relação ao solo.

Logo, a componente horizontal relativa entre bomba e observador é:

Δvx=vx,bombavx,avia˜o=vv=0.\Delta v_x = v_{x,\text{bomba}} - v_{x,\text{avião}} = v - v = 0.

Assim, para ele a bomba não “anda para a frente”, apenas cai. Como a aceleração é gg para baixo, ele observa:

  • trajetória retilínea vertical;
  • queda com aceleração constante (gg).

2) Referencial de uma pessoa parada no solo

Para quem está no solo:

  • no instante da soltura, a bomba tem v0x=vv_{0x}=v e v0y=0v_{0y}=0;
  • depois disso, ax=0a_x=0 e ay=ga_y=-g.

Equações do movimento:

  • Horizontal (MRU): x(t)=vtx(t)=v\,t;
  • Vertical (MUV): y(t)=h12gt2y(t)=h-\dfrac{1}{2}gt^2.

Eliminando tt (com t=x/vt=x/v):

y=hg2v2x2,y = h - \frac{g}{2v^2}x^2,

que é a equação de uma parábola.

Conclusão:

  • no avião: queda vertical;
  • no solo: trajetória parabólica.

Alternativa correta: (sem alternativas).

Questões relacionadas

Ver últimas questões

Comece a estudar de forma inteligente hoje mesmo

Resolva questões de concursos e vestibulares com IA, gere simulados personalizados e domine os conteúdos que mais caem nas provas.

Cancele quando quiser.