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DINÂMICA DOS SÓLIDOS (Período 2013-II : Prof. Abdon.) 1 Universidade Federal do Recôncavo da Bahia UFRB Bacharelado em Ciências Exatas e Tecnológicas BCET Disciplina: Dinâmica dos Sólidos Turma: T01 Trabalho No 01 Professor: Eng. Dr. Abdon Tapia Tadeo. Aluno: Gabriel Pereira da Conceição Cruz das Almas 20 de novembro de 2013. DINÂMICA DOS SÓLIDOS (Período 2013-II : Prof. Abdon.) 2 Problema 11.183: Em t = 0, uma partícula parte de x = 0 com velocidade v0 e uma aceleração definida pela relação a = -1,5/(2v0 - v), onde a e v são expressos em m/s2 e m/s, respectivamente. Sabendo que v = 0,15v0 em t = 2 s, determine (a) a velocidade inicial da partícula, (b) o tempo requerido para a partícula voltar ao repouso, e (c) a posição da partícula quando a velocidade é 0,3 m/s. Dados t = 0 s; x = 0 m; v = 0,15v0; v0 = ?; t = ? ; x(0,3)= ?; a = -1,5/(2v0 - v), Solução Sabe-se que a aceleração é definida como a derivada da velocidade, a = (dv/dt), como foi dado que a = -1,5/(2v0 - v), temos que: a = dv/dt = -1,5/(2v0 - v) dt = (2v0 - v)/ -1,5 dv, integrando temos: = - t = - (2vov - vv) t = - [2vov – v 2/2 – 2 vo 2 + vo 2/2] t = - [2vov – v 2/2- 3vo 2/2] t = + , a) Como temos que v =0,15vo em t=2s, basta substituirmos esse valor na expressão encontrada acima: 2 = + 2 = (7,5 x10-3 - 0,2 + 1) DINÂMICA DOS SÓLIDOS (Período 2013-II : Prof. Abdon.) 3 2 = 0,8075 = 2/0,8075 vo = ± = ± 1,57 m/s b) Para que volte ao repouso, a velocidade final da partícula deve ser igual a zero. Como sabemos que vo = ± 1,57 m/s, então pra achar o tempo necessário pra q volte ao repouso, basta substituir os valores da velocidade final (v = 0) e inicial (vo = ± 1,57) na equação abaixo: t = + t = 0 – 0 + (1,57)2 t = 2,46 s Portanto, o tempo para que a partícula volta ao repouso é de 2,46 segundos. c) Pede-se a posição da partícula quando a velocidade é igual a 0,3m/s. Sabe-se que a aceleração é definida como: a = dv/dt, e que dv/dt =( dv/dx dx/dt) a = ( dv/dx dx/dt) , como a velocidade é a derivada da posição em relação ao tempo, então dx/dt = v, de modo que: a = v dv/dx adx = vdv dx= (vdv/a), sendo a = -1,5/(2v0 - v) dx = ((2v0 - v)vdv/-1,5), integrando ambos os lados, sendo que x varia de 0 a x e v varia de v0 a v: x = - ( v0 v – v 2/3 - v0 3 + v0 3/3) x = - ( v0 v – v 2/3 - 2v0 3/3) x = -0,67(v0 v – v 2/3 - 2v0 3/3) , como v0 = ±1,57 e v = 0,3, temos: x = -0,67(-0,471 – 0,03 - 2,48) = 1,43 m, ou ainda x = -0,67(-0,471 – 0,03 + 2,48) = -1,39 m DINÂMICA DOS SÓLIDOS (Período 2013-II : Prof. Abdon.) 4
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