Os exercícios envolvendo queda livre abordam a descrição do movimento de um corpo inicialmente em repouso, quando este é solto de uma determinada altura (h) do solo.
Em uma queda livre, faz-se as seguintes considerações:
1) o sentido positivo das grandezas é para baixo;
2) o espaço inicial é o ponto de lançamento do corpo, portanto S0 = 0;
3) a aceleração do corpo ocorre exclusivamente pela ação da aceleração da gravidade (g);
4) o corpo parte do repouso, portanto v0 = 0;
5) o espaço (S) percorrido pelo corpo é chamado de altura (h).
Corpo em Queda Livre
A partir dessas considerações, podemos reescrever as equações do MUV do seguinte modo:
I) Função horária da Posição:
II) Função horária da Velocidade:
III) Equação de Torricelli:
O lançamento horizontal ocorre quando um corpo inicialmente está se deslocando com uma velocidade (vx) constante na horizontal e em um determinado momento ele passa a cair na direção vertical.
Em um lançamento horizontal, fazem-se as seguintes considerações:
1) o sentido positivo das grandezas horizontais é o mesmo sentido da velocidade inicial;
2) o sentido positivo das grandezas verticais é para baixo;
3) o ponto de lançamento do corpo é o ponto onde S0,x = 0 e S0,y = 0;
4) a aceleração do corpo ocorre exclusivamente pela ação da aceleração da gravidade (g);
5) o espaço (Sx) percorrido pelo corpo na direção horizontal é chamado de Alcance (A);
6) o espaço (Sy) percorrido pelo corpo é chamado de altura (h).
Corpo em Lançamento Horizontal
A partir dessas considerações, podemos reescrever as equações do seguinte modo:
I) Direção horizontal (x):
Nessa direção o movimento é uniforme (MU) e a equação é escrita do seguinte modo:
II) Direção Vertical (y):
Função horária da Posição:
Função horária da Velocidade:
Equação de Torricelli:
O lançamento oblíquo ocorre quando um corpo inicialmente possui uma velocidade na direção diagonal, de modo que tal velocidade pode ser decomposta nas direções horizontal e vertical.
Corpo em Lançamento Oblíquo
O lançamento oblíquo se resolve de modo semelhante aos outros dois tópicos vistos anteriormente, sendo que ele possui as seguintes considerações:
1) como a velocidade inicial está na diagonal, deve-se primeiramente decompô-la em componentes nas direções x e y;
2) devido à existência da aceleração da gravidade, a direção y possui um Movimento Uniformemente Variado (MUV);
3) na direção horizontal não há aceleração. Sendo assim, o movimento é uniforme (MU);
4) no ponto onde a velocidade na direção y é igual a zero, ocorre a altura máxima (Hmáx) encontrada no lançamento oblíquo;
5) o alcance máximo ocorre quando o ângulo α é igual a 45°;
6) se o lançamento é simétrico, então o tempo de subida do corpo é igual ao tempo de descida deste.
As equações do lançamento oblíquo podem ser determinadas se realizarmos os mesmos procedimentos feitos no movimento de “Queda Livre” e no “Lançamento Horizontal”.