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Exercício 5.37. O movimento oscilatório genérico é descrito por uma trajetória do tipo x(t) = A sen(!t) ; em que A é a amplitude máxima e ! uma v...

Exercício 5.37. O movimento oscilatório genérico é descrito por uma trajetória
do tipo

x(t) = A sen(!t) ;

em que A é a amplitude máxima e ! uma velocidade angular. Estude x(t), v(t) e
a(t). Em particular, estude os instantes em que v(t) e a(t) são nulos ou atingem
os seus valores extremos, e onde que a partícula se encontra nesses instantes.


Essa pergunta também está no material:

Apostila de Limites, derivadas e integrais
248 pág.

Cálculo I Universidade Federal de SergipeUniversidade Federal de Sergipe

Respostas

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Para estudar x(t), v(t) e a(t), podemos derivar a equação da posição em relação ao tempo: x(t) = A sen(!t) v(t) = dx(t)/dt = A! cos(!t) a(t) = d²x(t)/dt² = -A!² sen(!t) Para encontrar os instantes em que v(t) e a(t) são nulos, podemos igualar as equações a zero: v(t) = A! cos(!t) = 0 !t = pi/2 + n*pi, onde n é um número inteiro a(t) = -A!² sen(!t) = 0 !t = n*pi, onde n é um número inteiro Para encontrar os valores extremos de v(t) e a(t), podemos derivar novamente as equações: v'(t) = -A!² sen(!t) a'(t) = -A!³ cos(!t) v'(t) = 0 quando !t = n*pi, onde n é um número inteiro a'(t) = 0 quando !t = pi/2 + n*pi, onde n é um número inteiro Para encontrar a posição da partícula nesses instantes, podemos substituir !t nas equações de x(t): x(n*pi) = A sen(n*pi) = 0 x(pi/2 + n*pi) = A sen(pi/2 + n*pi) = A Portanto, a partícula está na posição zero nos instantes em que v(t) é nulo, e está na posição máxima (A) nos instantes em que a(t) é nulo.

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