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:
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Do homem que soltou a bomba pela abertura do avião em movimento e observa o objeto caindo.
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De uma pessoa parada no solo, longe o suficiente para ver a bomba sendo jogada do avião.
Resposta
95%-
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 ).
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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 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 diferença entre as descrições vem do referencial (relatividade do movimento).
1) Referencial do homem no avião
- O avião move-se com velocidade aproximadamente constante (MRU).
- No instante da soltura, a bomba tem velocidade horizontal em relação ao solo.
- O homem no avião também tem velocidade horizontal em relação ao solo.
Logo, a componente horizontal relativa entre bomba e observador é:
Assim, para ele a bomba não “anda para a frente”, apenas cai. Como a aceleração é para baixo, ele observa:
- trajetória retilínea vertical;
- queda com aceleração constante ().
2) Referencial de uma pessoa parada no solo
Para quem está no solo:
- no instante da soltura, a bomba tem e ;
- depois disso, e .
Equações do movimento:
- Horizontal (MRU): ;
- Vertical (MUV): .
Eliminando (com ):
que é a equação de uma parábola.
Conclusão:
- no avião: queda vertical;
- no solo: trajetória parabólica.
Alternativa correta: (sem alternativas).