4) Em um certo instante, um ciclista está 40,0 m a leste do mastro de um parque, indo para o sul com uma velocidade de 10 m/s. Após 30 s, o ciclista está 40,0 m ao norte do mastro, dirigindo-se para leste com uma velocidade de 10 m/s. Para o ciclista, neste intervalo de 30 s, quais são:
(a) o módulo e (b) a direção do deslocamento,
(c) o módulo e (d) a direção da velocidade média
(e) o módulo e (f) a direção da aceleração média.
a) devemos encontrar o módulo de deslocamento:
\(\begin{align} & \Delta r={{r}_{2}}-{{r}_{1}} \\ & \Delta r=40j-40i \\ & \Delta r=\sqrt{{{40}^{2}}+{{40}^{2}}} \\ & \Delta r=56,6m \\ \end{align} \)
b) vamos calcular agora a direção do deslocamento:
\(\begin{align} & \theta ={{\tan }^{-1}} \\ & \theta =\frac{sen\theta }{\cos \theta } \\ & \frac{sen\theta }{\cos \theta }=\frac{40}{-40} \\ & \frac{sen\theta }{\cos \theta }=-45{}^\text{o} \\ \end{align}\)
c) calcularemos a velocidade média:
\(\begin{align} & v=\frac{S}{t} \\ & v=\frac{56,6}{30} \\ & v=1,89m/s \\ \end{align}\)
d)amos calcular agora a direção da velocidade:
\(\begin{align} & \theta ={{\tan }^{-1}} \\ & \theta =\frac{1,33}{-1,33} \\ & \theta =-45{}^\text{o} \\ \end{align}\)
e) calcularemos agora a acelereção e sua direção:
\(\begin{align} & a=\frac{v-{{v}_{0}}}{t} \\ & a=\frac{10+10}{30} \\ & a=0,33i+0,33jm/s \\ & a=0,471m/s{}^\text{2} \\ & \\ & \theta ={{\tan }^{-1}} \\ & \theta =\frac{0,33}{0,33} \\ & \theta =-45{}^\text{o} \\ \end{align}\)
a)
b)
quadrante, soma-se 180° o que dará a direção 135° a partir do semi-eixo x positivo
c)
∆?=30 ? | ? |∆?⃗|=56,6 ? |
quadrante, soma-se 180° o que dará a direção 135° a partir do semi-eixo x positivo.
e)
quadrante, este é o valor correto (45° a norte do leste, ou 45° a leste do norte).
vetores unitários, qual é a velocidade do carro quando atinge a maior coordenada y?
Primeiramente temos que pensar que se a aceleração em y é negativa, vai chegar um momento em que a velocidade em y chegará a zero. Neste momento o carro atinge a maior coordenada y. Então
?=?0+?? | → ?= |
Como deduzimos anteriormente, na maior coordenada y a velocidade em y é zero, mas resta a velocidade em x.
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