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Derivadas – parte 2 Prof. aurimar Derivada – significado cinemático Sabemos que a velocidade de um objeto em movimento é definida pela distância percorrida dividida pelo tempo gasto. Se um objeto em um instante de tempo t1 se encontra na posição s1 e no instante de tempo t2 se encontra na posição s2, então ele se deslocou s = s2 – s1 e a velocidade média, vm, do objeto é definida por: 𝑣𝑚 = ∆𝑠 ∆𝑡 = 𝑠2 − 𝑠1 𝑡2 − 𝑡1 𝑣 = lim ∆𝑡→0 ∆𝑠 ∆𝑡 = 𝑠′ 𝑡 = 𝑑𝑒𝑟𝑖𝑣𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑠𝑖çã𝑜 𝑠 A velocidade média é a variação da posição s em relação ao tempo t, ou seja, é justamente a taxa de variação (derivada) média da posição em relação ao tempo. No limite, quando t 0, teremos a velocidade em um instante de tempo, isto é, a velocidade instantânea v, Derivada – significado cinemático Do mesmo modo, sabemos que a aceleração de um objeto em movimento é definida pela variação da velocidade no tempo. Se um objeto em um instante de tempo t1 possui velocidade v1 e no instante de tempo t2 se encontra com velocidade v2, então a aceleração média, am, do objeto é definida por: 𝑎𝑚 = ∆𝑣 ∆𝑡 = 𝑣2 − 𝑣1 𝑡2 − 𝑡1 𝑎 = lim ∆𝑡→0 ∆𝑣 ∆𝑡 = 𝑣′ 𝑡 = 𝑑𝑒𝑟𝑖𝑣𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑎 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑣 𝑡 𝑒𝑚 𝑟𝑒𝑙𝑎çã𝑜 𝑎𝑜 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑡 𝑎 = 𝑣′ 𝑡 = 𝑠′′ 𝑡 = 𝑑𝑒𝑟𝑖𝑣𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑎 𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑠𝑖çã𝑜 𝑠. A velocidade média é justamente a taxa de variação (derivada) média da velocidade v em relação ao tempo t. No limite, quando t 0, teremos a aceleração em um instante de tempo, isto é, a aceleração instantânea a, Significado cinemático Como a aceleração é a derivada da velocidade, e a velocidade é a derivada da posição, então a aceleração é a derivada segunda (duas vezes) da posição s em relação ao tempo t. Usando a notação de Leibniz para derivadas. 𝑣 = 𝑠′ 𝑡 = 𝑑𝑠 𝑑𝑡 𝑒 𝑎 = 𝑣′ 𝑡 = 𝑑𝑣 𝑑𝑡 = 𝑑 𝑑𝑡 (𝑣) = 𝑑 𝑑𝑡 𝑑𝑠 𝑑𝑡 = 𝑑2𝑠 𝑑𝑡2 = 𝑠′′(𝑡) Exemplo: Um móvel tem sua trajetória descrita pela seguinte equação: s(t) = 2t3 – t2 +10 (s em metros e t em segundos). Ache a sua velocidade e a sua aceleração no instante de tempo t = 2,0 segundos. Resp.: 𝑣 𝑡 = 𝑠′ 𝑡 = 𝑑𝑠 𝑑𝑡 = 6𝑡2 − 2𝑡 → 𝑣 2,0 = 6 ∙ 22 − 2 ∙ 2 = 20𝑚 𝑠 . 𝑒 𝑎 𝑡 = 𝑣′ 𝑡 = 𝑑𝑣 𝑑𝑡 = 12𝑡 − 2 → 𝑎 2,0 = 12 ∙ 2 − 2 = 22𝑚 𝑠2 . Derivadas de funções elementares x(h) 6 8 10 12 14 16 18 T(oC) 4,0 6,1 10,0 14,3 17,3 18,8 16 Derivadas de funções elementares Derivada de funções elementares 5) Derivada da função logarítmica Derivada de funções elementares Derivada de funções elementares
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