Um motociclista se dirige para leste ao longo de uma cidade do Estado de São Paulo e acelera a moto depois de passar pela placa que indica os limites da cidade. Sua aceleração é constante e igual a 4,0 m/s2. No instante t = 0 ele está a 5 m a leste do sinal, movendo-se para leste a 15 m/s.
a) Determine a sua posição para t = 2 s;
b) Determine a sua velocidade para t = 2 s;
c) Onde está o motociclista quando sua velocidade é de 25 m/s?
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(a)
Atraves da equação do movimento acelerado, teremos:
\(S = S_0 + V_0*t + \frac{a*t^2}{2} \)
Substituindo os valores dados no problema para o instante dado, tem-se a posição do motociclista.
\(S(t) = 5+ 15*2 + \frac{4*2^2}{2} \)
Portanto, a posição para t=2 s, é:
\(\boxed{S(2) =43 m} \)
(b)
Atraves da equação do movimento acelerado para a velocidade, teremos:
\(v(t) = v_0 + a*t \)
Substituindo os valores dados no problema para o instante dado, tem-se a posição do motociclista.
\(v (2)=15 + 4*2 \)
Portanto, a velocidade para t=2 s, é:
\(\boxed{v(2) =23 m/s} \)
(c)
Para encontrarmos a posição do motociclista quando este estive a uma velocidade de 25 m/s, é necessário encontrarmos o tempo percorrido.
\(25 = 15 + 4*t \\
4*t = 25 - 15 \\
4*t = 10\\
t = 10 / 4 \\
t = 2.5 s\)
Com isso, substituieremos na equação de movimento acelerado para o deslocamento.
\(S(t) = 5 + 15*t + 2*t^2\\ S(2.5) = 5 + 15*2.5 + 2*2.5^2\\ S(2.5) = 5 + 37.5 + 12.5 \)
Portanto, o motociclista estará em uma posição, de:
\(\boxed{S(2.5) = 62,5 m}\)
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