Imagem: Galileu demonstrando a lei da queda dos corpos para Don Giovanni de Medici.
Esta equação afirma que a velocidade de um objeto em queda livre aumenta constantemente a uma taxa de 9,81 m/s². Em outras palavras, após um segundo o objeto terá uma velocidade de 9,81 m/s, após dois segundos terá uma velocidade de 19,62 m/s e assim por diante. Isso significa que um objeto pesado e um objeto leve lançados simultaneamente da mesma altura terão exatamente a mesma velocidade em todos os instantes durante a queda.
- v é a velocidade em metros por segundo
- g é a aceleração da gravidade em metros por segundo quadrado, que é cerca de 9,81 m/s² na Terra
- t é o tempo em segundos
Uma queda livre é o movimento, no vácuo, de um objeto sujeito apenas à gravidade.
Quanto à massa do objeto, ela não aparece nesta equação específica de velocidade de queda livre.
A massa não afeta a velocidade de um objeto em queda livre em um campo gravitacional uniforme.
Se, em um determinado tempo, um determinado peso percorre um determinado espaço, tal outro peso poderá percorrer esse espaço em menos tempo; e os tempos serão inversamente proporcionais aos pesos. Por exemplo, se metade do peso percorre tal espaço em um determinado tempo, o dobro desse peso percorrerá o mesmo espaço na metade desse tempo."
Aristóteles (384-322 aC), Tratado do Céu (Tradução de Jules Barthélemy Saint-Hilaire).
Ninguém irá contradizer a palavra do mestre e esta afirmação permanecerá surpreendentemente falsa por quase 2.000 anos. De fato, Aristóteles diz que a velocidade da queda é proporcional à massa. Ou seja, se uma bigorna de 27 kg cai ao mesmo tempo que uma bola de ping pong de 2,7 g, a bigorna cai 10.000 vezes mais rápido, o que não é o que observamos!!!
Galileu (1564-1642) terá uma brilhante ideia para verificar a lei da queda dos corpos. Ele experimentará a afirmação de Aristóteles com um plano inclinado.
A lei da queda livre dos corpos de Galileu foi declarada pela primeira vez em 1604. Esta lei é considerada a primeira lei da física moderna.
A lei da queda dos corpos, ou o princípio da equivalência da queda livre, afirma que em um campo gravitacional uniforme (como o próximo à superfície da Terra), todos os objetos, independentemente de sua massa, caem na mesma velocidade, desde que os efeitos de resistência do ar são desprezadas.
Em outras palavras, se você soltar dois objetos diferentes da mesma altura ao mesmo tempo, eles atingirão o solo ao mesmo tempo, independentemente de suas massas. A diferença de peso não influencia na velocidade de queda, embora a força de impacto com o solo seja diferente devido à diferença de massa.
Galileu foi o primeiro a observar e demonstrar empiricamente esta lei. No entanto, é importante observar que a compreensão moderna dessa lei se desenvolveu por meio do trabalho posterior de Isaac Newton e da teoria da gravidade que ele estabeleceu. De acordo com a teoria da gravidade de Newton, todos os objetos experimentam uma força gravitacional proporcional à sua massa, a famosa fórmula F=m⋅a. No entanto, essa força também é compensada pela massa do objeto, de modo que a aceleração da gravidade (a) é a mesma para todos os objetos em um determinado campo gravitacional.
Em resumo, no vácuo, todos os objetos caem livremente com a mesma aceleração (g), independentemente de sua massa. A inércia não afeta a aceleração de objetos em queda livre em um campo gravitacional uniforme. Todos os objetos, sejam eles leves ou pesados, estão sujeitos à mesma aceleração gravitacional aproximadamente igual a 9,81 m/s² na superfície da Terra.
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