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Por que as gotas de chuva não matam?

Vamos considerar a aceleração da gravidade como 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, será 30 m/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 um 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 200 m/s, o que equivale a 720 km/h!

As gotas de chuva teriam velocidade suficientemente grande para, ao atingir as pessoas, provocar sérios ferimentos e até matar.

Por que, então, as gotas de chuva não matam?

A resposta está ligada a uma das características do ar: oferecer resistência a qualquer corpo que nele se movimente.

Os físicos observaram que a resistência do ar é tanto maior quanto maior for a velocidade do móvel. Assim, quando um corpo cai, sua velocidade aumenta com o passar do tempo e, conseqüentemente, a resistência do ar também 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 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!

Esses exemplos mostram que, para dois corpos de mesma massa em queda - o pára-quedista com 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.

Você pode verificar como a resistência do ar varia, dependendo da área de um objeto, usando duas folhas iguais de papel. Amasse uma delas e segure-as uma em cada mão. Estique os braços à sua frente e solte ambas simultaneamente. O que você observou? Como você explica esse resultado?


CANTO, Eduardo Leite do. Ciências Naturais.

Aprendendo com o cotidiano

São Paulo - SP, Editora Moderna, 2004. p. 30-31.

 

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