🔶     Um corpo encontra-se em queda livre quando está apenas sujeito à atuação da forca gravítica.

    🔶     Isto acontece quando o efeito da resistência do ar é desprezável, por exemplo, quando se deixa cair um corpo aerodinâmico de pequena dimensão de uma determinada altura próxima da superfície terrestre, enquanto este se desloca com uma velocidade reduzida.

2.1. 

      🔴    Movimento retilíneo uniformemente acelerado.

2.2.

      🔴    O valor da aceleração em queda livre é independente da massa do corpo.

2.3. 

    🔶     Um paraquedista não está em queda livre pois as forças de resistência do ar que nele atuam não são desprezáveis.

    🔶     Uma vez que se pretende verificar se a aceleração da gravidade num movimento de queda livre depende da massa dos corpos, devem realizar-se vários ensaios com dois corpos de massa diferente, mas que devem ter forma e dimensão semelhante.

    🔶     Nos ensaios, as condições e a posição de onde os corpos são largados, bem como as posições onde são colocadas as células fotoelétricas devem manter-se constantes.

  🔶     A aceleração tem sempre a mesma direção e o mesmo sentido da resultante das forças, como a resultante das forças, o peso da laranja, tem a direção da velocidade, a aceleração também terá, o que significa que o movimento é retilíneo (a velocidade apenas varia em módulo).

    🔶     O sentido da resultante das forças, e da aceleração, é também o da velocidade, o que implica que o movimento seja acelerado.

    🔶     Como a altura de queda é pequena, comparada com o raio da Terra, a força gravítica que atua na laranja é constante e, em consequência, também a aceleração, daí tratar-se de um movimento uniformemente acelerado.

    🔶     A aceleração de queda livre é a aceleração gravítica, e esta é igual para todos os corpos, independentemente da sua massa.

    🔶     Deverá considerar-se v = 0 m s^-1

• Opção (C)

    🔶     Utilizando a expressão a = Δv/Δt, pode obter-se a componente escalar da aceleração do corpo determinando a componente escalar da velocidade do corpo em duas posições diferentes, durante o movimento de queda, e o intervalo de tempo que decorre entre a passagem por essas posições.

    🔶     O módulo da velocidade pode ser obtido indiretamente pelo quociente ( v = Δx/Δt ) entre o diâmetro/ comprimento do corpo (Δx) e o intervalo de tempo em que este atravessa uma célula fotoelétrica (Δt). Este intervalo de tempo pode ser obtido com um cronómetro digital associado à célula fotoelétrica que mede o tempo que o corpo interrompe o feixe luminoso durante a sua passagem pela respetiva célula fotoelétrica. O cronómetro digital associado a duas células fotoelétricas permitirá, também, medir o intervalo de tempo (Δt) do movimento entre as duas posições das células fotoeletricas.

• Opção (C)

    🔶     Uma célula fotoelétrica pode acionar o cronómetro digital quando o feixe de luz entre as suas hastes é interrompido ou resposto.

    🔶     Se um corpo atravessar o feixe de luz da célula fotoelétrica, o cronómetro mede o intervalo de tempo que a espessura do corpo demora a passar pelo feixe.

    🔶     Pode calcular-se a velocidade média do corpo pelo quociente entre a espessura do corpo e esse intervalo de tempo.

    🔶     Esta velocidade média aproxima-se tanto mais da velocidade no instante em que o feixe começa a ser interrompido quanto menor for o intervalo de tempo que o corpo demora a atravessar o feixe de luz (se o intervalo de tempo for muito pequeno, a variação de velocidade nesse intervalo é desprezável).

    🔶     A atuação da força gravítica de intensidade constante no sentido do movimento sujeita o corpo a uma aceleração constante no mesmo sentido provocando a variação da velocidade do corpo, cujo módulo irá aumentar linearmente ao longo do tempo durante a queda. Assim, o corpo move-se para baixo na vertical, apresentando uma trajetória retilínea, tendo a velocidade do corpo o sentido da força gravítica e da aceleração gravítica.

    🔶     Um corpo em queda livre apresenta, então, um movimento retilíneo uniformemente acelerado.

    🔶    Sobre a Terra atuam as forças resultantes da interação com todos os outros astros, por exemplo, a Lua ou os outros planetas do sistema solar.

    🔶    A força que o Sol exerce na Terra é muito superior às restantes forças.

    🔶    Ao analisar-se o movimento da Terra em relação ao Sol, pode considerar-se apenas a força gravítica que o Sol exerce na Terra.

    🔶    À semelhança do que ocorre com um corpo que cai para a Terra, pode afirmar-se que a Terra está em queda livre para o Sol.

    🔶     A única forca a que o corpo está sujeito é a força gravítica que, para diferentes alturas próximas da superfície terrestre, apresenta direção vertical, sentido de cima para baixo (no sentido da superfície terrestre) e intensidade (aproximadamente) constante.

    🔶     De acordo com a Segunda Lei de Newton, o corpo está sujeito a uma aceleração constante, com a mesma direção e sentido da força gravítica, que corresponde à aceleração gravítica:

• A aceleração gravítica, ao nível médio das águas do mar, tem módulo 9,8 m s^-2 (≈ 10 m s^-2)

    🔶     Durante a queda livre o corpo está sujeito a uma aceleração constante que corresponde à aceleração da gravidade.

    🔶     Sendo a aceleração constante esta é, em cada instante, igual à aceleração média, pelo que a componente escalar da aceleração pode ser obtida pela expressão:

    🔶     Mede-se o intervalo de tempo que a esfera demora a percorrer a distância entre as duas fotocélulas e determinam-se as velocidades com que a esfera atravessa as fotocélulas A e B, medindo os tempos de passagem e o diâmetro da esfera.

    🔶     Pode calcular-se a aceleração da esfera, que é a aceleração gravítica, pelo quociente entre a variação de velocidade e o intervalo de tempo que a esfera demora a ter essa variação de velocidade (intervalo de tempo que levou a percorrer a distância entre as duas fotocélulas).

    🔶     À aceleração do corpo em «queda livre», chama-se aceleração da gravidade (ou aceleração gravítica).