Definição de Velocidade Vertical
Você vai saltar de pára-quedas e, depois de se atirar de um avião, lança o paraquedas. Você joga uma bola para cima e a pega quando ela cai de volta. Esses são exemplos de situações que envolvem velocidade vertical.
Primeiro, vamos definir a velocidade. Velocidade é uma quantidade matemática que nos diz a rapidez com que sua posição está mudando. Por exemplo, se você se move 30 metros em 10 segundos, sua velocidade é 30 metros divididos por 10 segundos, ou 3 metros por segundo. A velocidade é uma grandeza vetorial, portanto, devemos especificar a magnitude da velocidade, que indica o tamanho, e a direção da velocidade, que indica para onde está indo. No movimento unidimensional, a magnitude é o quão grande é a taxa de mudança, por exemplo, 30 metros por segundo. A direção é indicada por um sinal de mais (+) para as direções para cima e para a direita e um sinal de menos (-) para as direções para baixo e para a esquerda.
A velocidade vertical é um tipo especial de velocidade porque, na direção vertical, é sempre afetada pela aceleração da gravidade . Qualquer objeto lançado para cima, jogado para baixo ou largado na direção vertical é afetado por esta aceleração, que tem uma magnitude de cerca de 10 metros / segundo / segundo, ou 10 metros / segundo ao quadrado, direcionada para baixo, em direção ao centro da terra. O ditado «o que sobe deve descer» é uma descrição perfeita da velocidade vertical. A gravidade da Terra fará com que os objetos caiam de volta na Terra a uma taxa de cerca de 10 metros / segundo / segundo.
Calculando a velocidade vertical
Dê uma olhada nesta fórmula para calcular a velocidade vertical.
 |
O cálculo da velocidade vertical é um pouco diferente do cálculo da velocidade geral e horizontal, devido à aceleração da gravidade, indicada pela letra ‘g’ nas equações. Sempre que você vê ‘g’ em uma equação, ele se refere a 10 metros / segundo / segundo. Para calcular a velocidade vertical de um objeto em qualquer momento ‘t’, precisamos saber a velocidade inicial e o tempo de interesse.
Como a velocidade é um vetor, as velocidades verticais que você calcula usando esta equação podem ser positivas, negativas ou zero. Vejamos alguns exemplos.
 |
Uma bola é lançada de um prédio alto. Qual é a velocidade vertical da bola após 5 segundos? Observe que o termo ‘caiu’ sempre significa que a velocidade inicial é zero.
Observe que a velocidade é negativa porque o objeto está se movendo para baixo, que é nossa direção negativa.
Se um menino usa um dispositivo para lançar uma pedra para cima, com uma velocidade inicial de 35 metros por segundo, qual é a velocidade vertical da pedra após 3 segundos? Qualquer objeto jogado para cima tem uma velocidade positiva e qualquer objeto jogado para baixo tem uma velocidade negativa. Observe que a velocidade é positiva e menor que a velocidade inicial. Isso significa que a rocha está se movendo para cima e que a gravidade diminuiu significativamente a velocidade da rocha. A rocha eventualmente irá parar e cair de volta no chão.
Resumo da lição
A velocidade vertical é um caso especial de velocidade apenas porque a aceleração da gravidade atua na direção vertical. Isso significa que qualquer movimento na direção vertical será afetado pela aceleração da gravidade. Quão? A gravidade atua para derrubar objetos lançados na direção vertical. Você tem que ir rápido para escapar da gravidade da Terra (geralmente conhecida como velocidade de escape). Qualquer velocidade abaixo dessa velocidade acabará caindo de volta para a Terra.