terça-feira, 26 de abril de 2011

Por que as Gotas de chuva não machucam?

Vamos considerar a aceleração da gravidade com 10 m/s2. Nessa condição, após 1 s, a velocidade de um móvel em queda livre será 10 m/s. Após 2 s, será 20 m/s. Após 3 s, será30m/s, e assim por diante. Sabe-se que, em queda livre, um objeto percorre cerca de 2 Km em 20 s. Após esse intervalo de tempo, a velocidade será 200 m/s. Imagine uma gota de chuva que cai por 2 Km antes de atingir o solo. Se ela estivesse, de fato, em queda livre (sem influências contrárias ao movimento de queda, tais como a resistência do ar), chegaria ao solo com velocidade de 200m/s, o que equivale a 720  Km/h! As gotas de chuva teriam velocidade suficientemente grande para, ao atingir pessoas, provocar sérios ferimentos.
Por que, então, as gotas de chuva não machucam?
A resposta está ligada a uma das características do ar: oferece resistência a qualquer corpo que nele se movimente. É essa resistência que impede que os corpos em queda, no ar, sofram indefinidamente aumento de velocidade.
Os físicos observaram que a resistência do ar é tanto maior quanto for a velocidade do móvel. Assim, quando um corpo cai, sua velocidade aumenta com o passar do tempo e, consequentemente, a resistência do ar aumenta. Isso ocorre até chegar um momento em que a resistência do ar é suficientemente grande para fazer o corpo parar de acelerar e, a partir daí, fazê-lo cair com velocidade constante, denominada velocidade terminal.
A velocidade terminal das gotas de chuva  é da ordem de 8 m/s ( o valor varia com o tamanho da gota). É a resistência do ar que as torna inofensivas.
Um pára-quedista em posição horizontal, com braços e pernas abertos, e com o pára-quedas fechado, atinge a velocidade terminal em cerca de 10 s ou 12 s, e essa velocidade vale cerca de 58 m/s (209 Km/h). Uma colisão com o solo, a essa velocidade , é geralmente fatal. Em posição vertical, a velocidade terminal aumentaria dramaticamente para cerca de 83 m/s (300 Km/h).
Com o pára-quedas aberto, por outro lado, a velocidade terminal se reduz a  7 m/s (25 Km/h), o que permite pousar com relativa segurança!
Esse exemplos mostram que, para dois corpos de mesma massa em queda – o pára-quedas fechado e ele mesmo com  o pára-quedas aberto -, aquele que apresentar maior área para atuação da resistência do ar terá  menor velocidade terminal.

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