Ciências da Natureza e suas Tecnologias Question #019f6986
No seu estudo sobre a queda dos corpos, Aristóteles afirmava que se abandonarmos corpos leves e pesados de uma mesma altura, o mais pesado chegaria mais rápido ao solo. Essa ideia está apoiada em algo que é difícil de refutar, a observação direta da realidade baseada no senso comum.
Após uma aula de física, dois colegas estavam discutindo sobre a queda dos corpos, e um tentava convencer o outro de que tinha razão:
Colega A: "O corpo mais pesado cai mais rápido que um menos pesado, quando largado de uma mesma altura. Eu provo, largando uma pedra e uma rolha. A pedra chega antes. Pronto! Tá provado!".
Colega B: "Eu não acho! Peguei uma folha de papel esticado e deixei cair. Quando amassei, ela caiu mais rápido. Como isso é possível? Se era a mesma folha de papel, deveria cair do mesmo jeito. Tem que ter outra explicação!".
O aspecto físico comum que explica a diferença de comportamento dos corpos em queda nessa discussão é o(a)
peso dos corpos.
resistência do ar.
massa dos corpos.
densidade dos corpos.
aceleração da gravidade.
Official Explanation / Community Explanations
A questão aborda a diferença histórica e conceitual entre a física aristotélica (baseada no senso comum) e a física galileana/newtoniana sobre a queda dos corpos.
No vácuo (ausência de ar), todos os corpos caem com a mesma aceleração (a aceleração da gravidade g), independentemente de suas massas, pesos ou formatos, chegando juntos ao solo se abandonados da mesma altura. No entanto, no nosso cotidiano, estamos imersos na atmosfera terrestre, onde existe a força de resistência do ar (força de arrasto) atuando contra o movimento de descida dos corpos.
Analisando os experimentos propostos pelos colegas:
- Colega A (Pedra vs. Rolha): A pedra sofre uma força de resistência do ar que é desprezível comparada ao seu peso, enquanto a rolha, por ser mais leve e ter propriedades aerodinâmicas diferentes, sofre uma influência proporcionalmente maior da resistência do ar, demorando mais para cair.
- Colega B (Folha aberta vs. Folha amassada): Ambas possuem exatamente a mesma massa e o mesmo peso, pois são o mesmo pedaço de papel. O fator que muda drasticamente ao amassar o papel é a sua área de contato com o ar. A folha aberta tem uma grande área de superfície, sofrendo uma força de resistência do ar muito maior, o que retarda sua queda. Ao ser amassada, a área de superfície diminui drasticamente, reduzindo a resistência do ar e permitindo que ela caia muito mais rápido.
Portanto, o "aspecto físico comum" que atua em ambos os cenários e que explica as diferenças observadas é a resistência do ar (Alternativa B).
Análise das alternativas incorretas:
- A e C (Peso e Massa): O experimento do Colega B refuta essas opções, pois a folha de papel tem a mesma massa e o mesmo peso tanto aberta quanto amassada, mas cai com velocidades diferentes.
- D (Densidade): A densidade da folha de papel (massa por unidade de volume) não se altera de forma significativa a ponto de justificar a diferença brutal na velocidade de queda quando ela é amassada. O fator determinante é a área geométrica exposta ao fluxo de ar.
- E (Aceleração da gravidade): A aceleração da gravidade local é a mesma para todos os corpos testados e aponta sempre para o centro da Terra. Ela não explica por si só a diferença nos tempos de queda.