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Correção –página 127 13. No carro existe um aparelho chamado hodômetro, que marca a distância percorrida. Suponha que um hodômetro marcava inicialmente 6º km e, depois de o carro ter andado meia hora por uma estrada, o aparelho marcou 96 km. Qual a velocidade média do carro nesse período? 𝑆𝑖 = 60 km 𝑆𝑓 = 96 km Δt = 0,5 h 𝑣𝑚 = ∆𝑆 ∆𝑡 𝑣𝑚 = 96 −60 0,5 𝑣𝑚 = 36 0,5 𝑣𝑚 = 72km/h Correção – página 130 3. A distância do Sol em relação à Terra é de cerca de 1,49 . 108km. Sabendo que a velocidade da luz no vácuo é de cerca de 300 000 km/s e considerando essa velocidade constante, calcule quanto tempo a luz do Sol leva para chegar a Terra. ΔS = 1,49 . 108km v = 300 000km/s Δt = ? 𝑣𝑚 = ∆𝑆 ∆𝑡 300 000 = 1,49 . 108 ∆𝑡 300 000Δt = 1,49 . 108 Δt = 1,49 . 108 3 . 105 Δt = 0,49 . 103 Δt = 0,49 . 1000 Δt = 490 segundos R: Aproximadamente 490 segundos ou 8 minutos. 5. A figura abaixo mostra a posição e a velocidade de um carro em vários instantes. Por que pode se dizer que o movimento do carro é retilíneo e uniforme? R: Sua trajetória é em linha reta e a velocidade está variando de modo uniforme com aceleração constante (o carro percorre distâncias cada vez maiores no mesmo intervalo de tempo) Correção – lista de exercícios 1. Um ponto material movimenta-se segundo a função horária S = 9 + 5t (SI), sobre uma trajetória retilínea. Determine: S = 𝑆0 + vt S = 9 + 5t a) sua posição inicial. R: 9 m b) sua velocidade. R: 5 m/s c) sua posição no instante de 4 s. S = 9 + 5t S = 9 + 5. 4 S = 9 + 20 S = 29 m R: 29 m d) o instante em que o ponto material passa pela posição de 35 m. S = 9 + 5t 35 = 9 + 5t 9 + 5t = 35 5t = 35 – 9 5t = 26 t = 5,2” R: 5,2 segundos. 2. A função horária de um carro que faz uma viagem entre duas cidades é dada por S = 100 + 20t. Determine em unidades do sistema internacional. S = 𝑆0 + vt S = 100 + 20t a) a posição inicial. R: 100 m b) a velocidade. R: 20 m/s c) a posição final em 30 s. S = 100 + 20t S = 100 + 20. 30 S = 100 + 600 S = 700 m R: 700 m 3. Uma partícula em movimento retilíneo movimenta-se de acordo com a equação v = 10 + 3t, com o espaço em metros e o tempo em segundos. Determine para essa partícula: v = 𝒗𝟎+ at v = 10 + 3t a) A velocidade inicial; R: 10 m/s b) A aceleração; R: 3 m/s c) A velocidade quando t= 5s e t= 10s ❖ t = 5 s v = 10 + 3t v = 10 + 3. 5 v = 10 + 15 v = 25 m/s ❖ t = 10 s v = 10 + 3t v = 10 + 3 . 10 v = 10 + 30 v = 40 m/s R: t = 5 s → v = 25 m/s e t = 10 s → v = 40 m/s 4. É dada a seguinte função horária da velocidade de uma partícula em movimento uniformemente variado: v=15+20t (no SI). Determine o instante em que a velocidade vale 215 m/s. v = 15 + 2t 215 = 15 + 2t 15 + 2t = 215 2t = 215 – 15 2t = 200 t = 200 2 t = 100 segundos R: 100 segundos. 5. Um automóvel parte do repouso com aceleração constante de 2 m/s2. Depois de quanto ele atinge a velocidade de 40 m/s? 𝑣0 = 0 m/s v = 40 m/s a = 2 m/𝑠2 t = ? v = 𝑣0 + at 40 = 0 + 2t 2t = 40 t = 40 2 t = 20” R: 20 segundos Função horária da posição - MRUV Assim como definimos a posição de um corpo em MRU, sem aceleração, podemos também definir a posição de um corpo que executa um MRUV, com aceleração. A função horária da posição é uma equação matemática que fornece a localização do corpo em qualquer instante do movimento. Demonstração: A melhor forma de demonstrar essa função é através do diagrama velocidade versus tempo (v x t) em movimento uniforme variado. O deslocamento será dado pela área sob a reta da velocidade, ou seja , a área do trapézio. Gráfico: Área do trapézio: A = 𝐵+𝑏 . ℎ 2 Assim, ΔS = 𝑣+ 𝑣0 . 𝑡 2 Onde sabemos que: 𝒗 = 𝒗𝟎 + at Logo, ΔS = (𝑣0 + at + 𝑣0) . t 2 ΔS = 2𝑣0+𝑎𝑡 . 𝑡 2 ΔS = 2𝑣0𝑡 2 + 𝑎𝑡2 2 ΔS = 𝑣0𝑡 + 𝑎𝑡2 2 S - 𝑆0 = 𝑣0𝑡 + 𝑎𝑡2 2 S = 𝑆0 + 𝑣0𝑡 + 𝑎𝑡2 2 Função horária da posição MRUV Aonde: S = posição do móvel no instante t. 𝑆0 = posição inicial do móvel. 𝑣0 = velocidade inicial do móvel. a = aceleração do móvel. Exemplo: Um corpo desloca –se sobre uma trajetória retilínea obedecendo á função horária S = 65 + 2t + 3𝒕𝟐 (SI) . Pede – se: S = 𝑆0 + 𝑣0𝑡 + 𝑎𝑡2 2 S = 65 + 2t + 3𝒕𝟐 a) A posição inicial, a velocidade a aceleração do corpo. 𝑆0 = 65 m 𝑣0 = 2 m/s a = 6 m/𝑠2 b) A função horária da velocidade. 𝒗 = 𝒗𝟎 + at 𝑣0 = 2 m/s a = 6 m/𝑠2 𝒗 = 2 + 6t c) Sua velocidade após 10 segundos. 𝒗 = 2 + 6t 𝑣 = 2 + 6. 10 𝑣 = 2 + 60 𝑣 = 62 m/s d) A posição do móvel no instante de 10 segundos. S = 65 + 2t + 3𝒕𝟐 S = 65 + 2. 10 + 3 . (10)2 S = 65 + 20 + 3 . 100 S = 65 + 20 + 300 S = 85 + 300 S = 385 m Resumindo:
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