▷ Lançamento vertical (ou lançamento vertical)

Este artigo explica o que é tiro vertical em física. Assim, você encontrará as características do plano vertical, os tipos de planos verticais, suas equações e um exemplo trabalhado passo a passo.

O que é tiro vertical?

O lançamento vertical é um movimento causado pelo lançamento de um corpo verticalmente. Ou seja, em física, o arremesso vertical é um movimento em que o corpo se move apenas verticalmente, seja jogando o corpo para cima (lançamento vertical para cima) ou para baixo (lançamento vertical para baixo).

Por exemplo, lançar uma bola verticalmente para cima é um lançamento vertical. A bola irá primeiro subir verticalmente devido à força aplicada a ela e depois irá descer verticalmente até atingir o solo sob a influência da gravidade.

Recursos de tiro vertical

Agora que conhecemos a definição de tiro vertical na física, vamos ver quais são as características desse tipo de movimento para entender melhor o conceito.

A principal característica do tiro vertical é que a trajetória do corpo é totalmente vertical. Assim, o corpo que dá o tiro vertical se move ao longo de uma linha reta vertical.
Outra característica do disparo vertical é que o atrito com o ar é desprezado. Assim, na física, em um plano vertical, qualquer tipo de atrito ou obstáculo que possa existir no caminho do movimento é ignorado.
Assim, num plano vertical, apenas a gravidade afeta o movimento do corpo em movimento. Em outras palavras, a única força que atua sobre o corpo é a força da gravidade.
Portanto, o calado vertical é o movimento retilíneo uniformemente acelerado (MRUA), também chamado de movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV) .

Tipos de disparo vertical

Existem dois tipos de disparo vertical:

Tiro vertical para cima: Um tiro vertical em que o corpo é jogado para cima e depois abaixado. Por exemplo: lançar uma bola verticalmente para cima.
Tiro vertical para baixo: Tiro vertical em que o corpo é lançado para baixo, de forma que o corpo não suba em nenhum ponto, mas desça até atingir o solo. Por exemplo: lançar verticalmente um objeto contra o chão.

Observe que o tiro vertical pode começar no solo ou, como nos exemplos anteriores, em uma altura diferente do solo.

Fórmulas de tiro vertical

Abaixo estão as fórmulas (ou equações) para disparo vertical. Estas fórmulas serão, portanto, úteis para resolver problemas de disparo vertical.

Posição

Um corpo que executa um tiro vertical descreve um movimento retilíneo uniformemente acelerado (MRUA). Assim, a fórmula que permitirá calcular a posição vertical de um corpo durante um lançamento vertical é deduzida da fórmula da posição de um MRUA:

$y=H+v_0\cdot (t-t_0)-\cfrac{1}{2}\cdot g \cdot (t-t_0)^2$

Ouro:

$y$

é a altura do corpo fazendo o tiro vertical.
$H$

é a altura a partir da qual o corpo é projetado.
$v_0$

é a velocidade inicial do corpo.
$t$

é o instante em que a posição do corpo é calculada.
$t_0$

é o momento inicial.
$g$

é a aceleração da gravidade, cujo valor na Terra é 9,81 m/s ² .

Nota: Tenha em mente que a origem coordenada deste referencial é o solo. Então o corpo irá colidir com o solo na posição y=0, da mesma forma, se for um tiro vertical para cima, a velocidade inicial será positiva (o corpo está subindo), mas se for um tiro vertical para baixo, o a velocidade inicial será negativa. (o corpo desce).

Velocidade

Num lançamento vertical não há atrito, portanto o móbile descreve um movimento retilíneo uniformemente acelerado e, portanto, a fórmula que nos permitirá encontrar a velocidade em qualquer momento é a seguinte:

$v=v_0-g\cdot (t-t_0)$

Ouro:

$v$

é a velocidade do corpo em um determinado momento.
$v_0$

é a velocidade inicial do corpo.
$g$

é a aceleração da gravidade, cujo valor na Terra é 9,81 m/s ² .
$t$

é o instante em que a velocidade do corpo é calculada.
$t_0$

é o momento inicial.

Nota: Tenha em mente que quando o corpo acelera tem sinal positivo, enquanto quando o corpo desacelera tem sinal negativo. Portanto, em um tiro vertical para cima a velocidade inicial será positiva, porém, em um tiro vertical descendente a velocidade inicial será para baixo.

Aceleração

Num tiro vertical, qualquer tipo de atrito é desprezado, a única força que intervém é a força gravitacional. Portanto, a aceleração do corpo é constante ao longo da trajetória e seu valor é o da gravidade.

$a=-g$

Ouro:

$a$

é a aceleração do corpo.
$g$

é a aceleração da gravidade, cujo valor na Terra é 9,81 m/s ² .

Hora do voo

O tempo de vôo é o tempo que o corpo leva para o corpo fazer o disparo vertical tocar o solo. Simplificando, o tempo de voo é o tempo entre o momento em que o corpo inicia o lançamento vertical e o momento em que atinge o solo.

Quando o corpo atingir o solo, sua posição vertical será zero. Portanto, para calcular o tempo de vôo, você precisa definir a equação para a posição vertical do tiro igual a zero e então resolver o tempo a partir da equação.

$y=0 \quad \color{orange}\bm{\longrightarrow}\color{black}\quad t_{vol}$

Altura máxima

Se for um tiro vertical para baixo, logicamente a altura máxima será a altura inicial. Porém, em um disparo vertical para cima, a altura máxima é atingida quando a velocidade do corpo é zero.

Assim, para determinar a altura máxima em um tiro vertical ascendente, a velocidade deve ser igual a zero, a partir daí encontraremos o instante em que a altura máxima é atingida e, a seguir, substituiremos o instante de tempo calculado na equação de posição. .

$v=0 \quad \color{orange}\bm{\longrightarrow}\color{black}\quad t_{y_{m\'ax}}\quad \color{orange}\bm{\longrightarrow}\ couleur{noir}\quad y_{m\'ax}$

Resumo das fórmulas de tiro vertical

Deixamos então uma tabela com todas as fórmulas de tiro vertical como resumo:

fórmulas de rascunho vertical, equações de rascunho vertical

Exercício de tiro vertical resolvido

De uma altura de 7 m, um objeto é lançado verticalmente para cima com uma velocidade inicial de 12 m/s, de modo que o corpo descreve um lançamento vertical para cima. Qual é a altura máxima atingida pelo corpo? Aproxime o valor da gravidade para 10 m/s ² .

Por se tratar de um tiro vertical ascendente, a altura máxima será atingida quando a velocidade for zero. Assim, podemos encontrar o tempo durante o qual a altura máxima é produzida igualando a equação da velocidade a zero:

$\begin{array}{c} v=v_0-g\cdot (t-t_0)\\[2ex]0=12-10\cdot (t-0)\\[2ex]0=12-10t \\[2ex]10t=12\\[2ex]t=\cfrac{12}{10}\\[2ex]t=1,2 \ \cfrac{m}{s}\end{array}[/latex ] Et une fois que l'on connaît le temps pendant lequel la hauteur maximale est atteinte, il suffit de substituer cet instant dans l'équation de la position du tir vertical : [latex]\begin{aligned}y&=H+v_0\cdot (t-t_0)-\cfrac{1}{2}\cdot g \cdot (t-t_0)^2\\[2ex]y&=7+ 12\cdot (1,2-0)-\cfrac{1}{2}\cdot 10 \cdot (1,2-0)^2 \\[2ex]y&=14,2 \ m\end{aligned}$

Tiro vertical e queda livre

Por fim, vamos ver qual é a diferença entre o tiro vertical e a queda livre, pois são dois tipos de movimentos muito semelhantes.

Na física, queda livre é um movimento que envolve deixar cair um corpo de uma altura sem aplicar qualquer força. Para que o corpo desça verticalmente em linha reta sob o efeito da gravidade, desprezando assim o atrito com o ar.

A diferença entre o lançamento vertical e a queda livre é que no lançamento vertical o corpo tem uma velocidade inicial, enquanto na queda livre geralmente não há velocidade inicial.

Além disso, ao arremessar verticalmente o corpo pode subir, enquanto na queda livre o corpo sempre desce.

➤ Veja: Características da queda livre

O que é tiro vertical?

Recursos de tiro vertical

Tipos de disparo vertical

Fórmulas de tiro vertical

Posição

Velocidade

Aceleração

Hora do voo

Altura máxima

Resumo das fórmulas de tiro vertical

Exercício de tiro vertical resolvido

Tiro vertical e queda livre

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