O cálculo diferencial é uma ferramenta bastante útil na matemática e na física, uma vez que ele possibilita a obtenção de diferentes equacionamento...
O cálculo diferencial é uma ferramenta bastante útil na matemática e na física, uma vez que ele possibilita a obtenção de diferentes equacionamentos que correlacionam as variáveis de interesse. Na Física, por exemplo, podemos querer calcular a posição s(t) de um objeto dada sua velocidade v(t). Isso corresponde a encontrar uma função cuja derivada seja a função velocidade v(t). Uma função F(x) cuja derivada seja f (x) é denominada uma antiderivada de f (x). Nesse contexto, sabendo que a velocidade de um trem bala é dada por v(t)= 4t^3+3t^2-2t, determine a distância (em metros) percorrida durante os 4 segundos iniciais da viagem, partindo da posição x = 0 metros. a. 273 metros. b. 222 metros. c. 316 metros. d. 288 metros. e. 320 metros.
Para encontrar a distância percorrida durante os 4 segundos iniciais da viagem, partindo da posição x = 0 metros, precisamos integrar a função velocidade v(t) = 4t^3 + 3t^2 - 2t em relação ao tempo t, para obter a função posição s(t).
Assim, temos:
s(t) = ∫v(t)dt = ∫(4t^3 + 3t^2 - 2t)dt
s(t) = (t^4 + t^3 - t^2) + C
Onde C é a constante de integração.
Para determinar o valor de C, usamos a condição inicial s(0) = 0, que indica que o trem parte da posição x = 0 metros. Assim, temos:
s(0) = 0 = (0^4 + 0^3 - 0^2) + C
C = 0
Portanto, a função posição s(t) é dada por:
s(t) = t^4 + t^3 - t^2
Para encontrar a distância percorrida durante os 4 segundos iniciais da viagem, basta calcular s(4) - s(0), ou seja:
s(4) - s(0) = (4^4 + 4^3 - 4^2) - (0^4 + 0^3 - 0^2)
s(4) - s(0) = 256 + 64 - 16 = 304 metros
Assim, a alternativa correta é a letra E) 320 metros.
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