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c) o instante de tempo onde a partícula atinge a velocidade de 120m/s t = 10s 4) A função horária da velocidade de um carro em movimento com aceleração constante é v = 2 + 9.t (no S.I.). Determine: a) a sua velocidade inicial e a aceleração da partícula; v0 = 2m/s a = 9m/s2 b) a velocidade da partícula no instante 30s; v = 272 m/s c) o instante de tempo onde a partícula atinge a velocidade de 137m/s. t = 15s d) o instante de tempo onde a partícula atinge a velocidade de 20 m/s; t = 2s e) a aceleração da partícula no instante de 5s. a = 9m/s2 5) A função horária da velocidade de um carro em movimento com aceleração constante é v = 5 - 10.t (no S.I.). Determine: a) a sua velocidade inicial e a aceleração da partícula; v0 = 5m/s a = -10m/s2 b) a velocidade da partícula no instante 15s; v = -145 m/s c) o instante de tempo onde a partícula atinge a velocidade de -195m/s. t = 20s d) o instante de tempo onde a partícula atinge a velocidade de -15 m/s; t = 2s 4 b) Função Horária da Posição em Função do Tempo: S(t) Fornece a posição em que o corpo (em M.R.U.V.) se encontra para um dado instante de tempo qualquer. É expressa: s = s0 + v0.t + 1.a.t 2 , onde: s = posição final (m); 2 s0 = posição inicial (m); v0 = velocidade inicial (m/s); a = aceleração (m/s2); → ACELERAÇÃO DEVE SER CONSTANTE! t = instante de tempo (s). PROBLEMAS: 1) Um corpo desloca-se sobre uma trajetória retilínea (com aceleração constante), obedecendo à função horária s = 65 + 2.t – 3.t2 (no S.I.). Determine: a) a sua posição inicial, sua velocidade inicial e a sua aceleração; s = 65 + 2 .t - 3 .t2 s = s0 + v0.t + 1.a .t 2 2 s0 = 65m 1.a. = -3 1.a = (-3).2 b) a função horária da velocidade: Do item anterior, temos: v0 = 2m/s a = - 6 m/s2 v = v0 + a .t v = 2 + (-6).t → v = 2-6t v0 = 2m/s 2 a = -6 m/s2 c) o instante em que o corpo passa pela origem das posições (s = 0m). s = 0m s = 65 + 2t - 3t2 0 = 65 + 2t - 3t2 → equação do 2º grau → para resolvê-la devemos utilizar a Fórmula de Bháskara Para deixá-la na forma geral: 3t2 - 2t - 65 = 0 → aplicando a fórmula de Bháskara: a = 3 b = - 2 c = - 65 t = -b ± (∆)1/2 ∆ = b2 - 4.a.c 2.a ∆ = (-2)2 - 4.3.(-65) → ∆ = 4 + 780 → ∆ = 784 t = -(-2) ± (784)1/2 = 2 ± 28 → t' = 2+28 → t' = 30 → t' = 5s → RESPOSTA DO PROBLEMA 2.3 6 6 6 → t'' = 2 - 28 → t'' = -26 → t" = - 4,33s → não tem sentido físico por ser negativo! 6 6 d) a posição do corpo instante de 10s. t = 10s s = 65 + 2.t - 3 t2 s = ??? s = 65 + 2.10 - 3.(10)2 → s = 65 + 20 – 300 → s = - 215 m s = 65 + 20 - 3.100 ATENÇÃO: em Física, intervalos de tempo com valores negativos não tem sentido. Isso acontece devido ao fato de que, sendo negativos, esses tempos representariam valores que ocorreram antes do inicio do movimento, o que é incoerente. Por exemplo, para o problema acima, o valor de t’’ indicaria que o corpo passou pela posição inicial 4,3 segundos ANTES de começar a se movimentar, o que é incoerente. 2) Um corpo desloca-se sobre uma trajetória retilínea (com aceleração constante), obedecendo à função horária s = 40 – 2.t + 2.t2 (no S.I.). Determine: a) a sua posição inicial, sua velocidade inicial e a sua aceleração; s0 = 40m v0 = - 2m/s a = 4m/s2 b) a função horária da velocidade: v = - 2 + 4.t 5 c) o instante em que o corpo passa pela posição 52m; t = 3s d) a posição do corpo no instante de 20s. s = 800m 3) Um corpo desloca-se sobre uma trajetória retilínea (com aceleração constante), obedecendo à função horária s = 4 – 6.t + 7.t2 (no S.I.). Determine: a) a sua posição inicial, sua velocidade inicial e a sua aceleração; s0 = 4m v0 = - 6m/s a = 14m/s2 b) a função horária da velocidade: v = - 6 + 14.t c) a posição do corpo no instante de 15s. s = 1489m 6