Em queda livre, despreza-se a resistência do ar e considera-se que a única força atuando no corpo é o peso. Nessa idealização, a aceleração é aproximadamente constante e igual a g, dirigida para baixo. No Ensino Médio, esse tema exige interpretar sinais, referenciais, gráficos e relações entre posição, velocidade e tempo, especialmente quando o movimento não começa do repouso ou quando há comparação entre corpos lançados em sentidos opostos.
Questões mais difíceis de queda livre costumam envolver análise simultânea de equações horárias, conservação de coerência física e leitura qualitativa do movimento. Também é comum confundir velocidade nula com aceleração nula no ponto mais alto, ou trocar tempo de subida por tempo total de voo. Resolver bem esse assunto depende de organizar o eixo vertical, definir o sentido positivo e verificar se os resultados obtidos são compatíveis com a situação descrita.
Questões de física queda livre
Questão 01
Gabarito: alternativa B). Correto. h = v0t + (g t2)/2 = 8·3 + 5·9 = 24 + 45 = 69? Atenção ao sentido adotado no enunciado.
Questão 02
Gabarito: alternativa C). Correto. No topo, v = 0, então 0 = v02 – 2gh, logo h = 302/(2·10) = 45 m.
Comentários por alternativa:
- A) Esse valor seria menor que o esperado para uma velocidade inicial de 30 m/s sob gravidade moderada.
- B) Está próximo, mas o cálculo exato pela equação v2 = v02 – 2gh leva a 45 m.
- C) Correto. No topo, v = 0, então 0 = v02 – 2gh, logo h = 302/(2·10) = 45 m.
- D) Esse resultado corresponderia a uma velocidade inicial maior ou a uma gravidade menor.
- E) Esse valor duplica a ordem correta da altura máxima para os dados fornecidos.
Questão 03
Gabarito: alternativa A). Correto. Como t ∝ 1/√g, dobrar g para 20 reduz o tempo por √2? Atenção: para g dobrada, não é metade.
Comentários por alternativa:
- A) Correto. Como t ∝ 1/√g, dobrar g para 20 reduz o tempo por √2? Atenção: para g dobrada, não é metade.
- B) A velocidade final não permanece igual, pois depende da gravidade e da altura.
- C) O tempo realmente diminui, mas a velocidade final aumenta, não diminui.
- D) O tempo não permanece igual quando a gravidade muda para uma mesma altura.
- E) Maior gravidade produz menor tempo de queda, não maior.
Questão 04
Gabarito: alternativa B). Correto. y = 20 + 10t – 5t2 = 0 → t2 – 2t – 4 = 0. A raiz positiva é cerca de 3 s.
Comentários por alternativa:
- A) Esse tempo é insuficiente para subir e ainda descer os 20 m até o chão.
- B) Correto. y = 20 + 10t – 5t2 = 0 → t2 – 2t – 4 = 0. A raiz positiva é cerca de 3 s.
- C) Está acima do valor obtido pela equação horária para essa altura e velocidade inicial.
- D) Esse valor superestima o tempo total de voo para os dados dados.
- E) Tempo excessivo para um lançamento com 10 m/s a partir de 20 m.
Questão 05
Gabarito: alternativa B). Correto. Com eixo positivo para cima, a aceleração é constante e negativa, então v varia linearmente com inclinação -g.
Comentários por alternativa:
- A) A reta não é crescente nesse referencial; a gravidade aponta para baixo, produzindo inclinação negativa.
- B) Correto. Com eixo positivo para cima, a aceleração é constante e negativa, então v varia linearmente com inclinação -g.
- C) No modelo de queda livre escolar, a aceleração é constante e o gráfico é linear, não curvo.
- D) No ponto mais alto a velocidade é zero, mas a aceleração continua sendo -g.
- E) A velocidade muda de sinal, mas sua variação no tempo continua linear.
Questão 06
Gabarito: alternativa A). Correto. tA = √(2·80/10) = 4 s e tB = √(2·45/10) = 3 s. Diferença de 1 s.
Comentários por alternativa:
- A) Correto. tA = √(2·80/10) = 4 s e tB = √(2·45/10) = 3 s. Diferença de 1 s.
- B) Esse valor dobraria a diferença real obtida pelas raízes das equações de queda.
- C) Diferença excessiva para alturas relativamente próximas na escala do problema.
- D) Esse resultado seria incompatível com os tempos totais possíveis para 45 m e 80 m.
- E) A diferença não pode superar o próprio menor tempo de queda, que é 3 s.
Questão 07
Gabarito: alternativa C). Correto. y = v0t – (g t2)/2 = 20·3 – 5·9 = 60 – 45 = 15 m.
Comentários por alternativa:
- A) Esse valor subestima a altura calculada pela equação horária do movimento.
- B) Está próximo, mas o termo quadrático precisa ser considerado integralmente.
- C) Correto. y = v0t – (g t2)/2 = 20·3 – 5·9 = 60 – 45 = 15 m.
- D) Esse valor corresponderia a desconsiderar parte do efeito da gravidade no intervalo.
- E) O retorno ao solo ocorre em 4 s, não em 3 s.
Questão 08
Gabarito: alternativa C). Correto. Para queda a partir do repouso, v = gt = 10·1,2 = 12 m/s.
Comentários por alternativa:
- A) Esse valor seria obtido com um tempo menor que 1,2 s sob g = 10 m/s2.
- B) Corresponde a 1 s de queda, não ao intervalo informado.
- C) Correto. Para queda a partir do repouso, v = gt = 10·1,2 = 12 m/s.
- D) Esse valor exigiria 1,4 s de queda a partir do repouso.
- E) Velocidade maior do que a produzida em 1,2 s com a gravidade indicada.
Questão 09
Gabarito: alternativa B). Correto. As duas têm mesma aceleração, então a diferença de velocidades permanece 5 m/s e a separação cresce linearmente.
Comentários por alternativa:
- A) A aceleração igual não mantém distância constante quando as velocidades iniciais são diferentes.
- B) Correto. As duas têm mesma aceleração, então a diferença de velocidades permanece 5 m/s e a separação cresce linearmente.
- C) Com mesma aceleração, quem parte atrás não reduz a diferença se tinha menor velocidade inicial.
- D) A aceleração igual preserva a diferença inicial de velocidades, não a anula.
- E) Ambas se movem para baixo desde o início; não ocorre inversão de sentido nesse caso.
Questão 10
Gabarito: alternativa C). Correto. O tempo de subida é metade do total: 3 s. Logo, v0 = g·tsubida = 10·3 = 30 m/s.
Comentários por alternativa:
- A) Esse valor daria tempo total de 4 s, menor que o informado.
- B) Corresponde a tempo total de 5 s nesse modelo.
- C) Correto. O tempo de subida é metade do total: 3 s. Logo, v0 = g·tsubida = 10·3 = 30 m/s.
- D) Essa velocidade produziria tempo total de 7 s, acima do dado.
- E) Esse valor implicaria tempo total de 8 s para voltar ao solo.
Comentários por alternativa: