Um carro termina uma corrida arrancada em 40s. Nos primeiros 10s ele percorre seu trajeto com aceleração constante de 3m\/s². A partir de então ele percorre os próximos 15s com velocidade constante. Faltando 15s para o fim da corrida o motorista inicia a frenagem até parar completamente no final da prova. Qual a distância percorrida por esse carro durante toda a corrida?
\[\eqalign{&d_1 = \dfrac{a}{2}\cdot t^2\\& d_1 = \dfrac{3}{2} \cdot 10^2 \\& d_1 = 150m}\]
A velocidade \(v_1\) verificada ao final do trecho 1 será dada por:
\[\eqalign{&v_1 = v_0 + a\cdot t \\& v_1 = 0 + 3 \cdot 10 \\& v_1 = 30 \dfrac{m}{s}}\]
Vamos definir como trecho \(2\) aquele que o carro percorre durante \(15s\) com velocidade constante igual a \(30\dfrac{m}{s}\). Temos um movimento uniforme, em que a aceleração é nula. A distância \(d_2\) percorrida nesse trecho será, então:
\[d_2 = 30 \dfrac{m}{s} \cdot 15s =450m\]
Vamos definir como trecho \(3\) aquele que o carro percorre durante \(15\) segundos finais de seu movimento, em que freia com desaceleração constante. Temos, então, um movimento uniformemente acelerado. Como a velocidade final é nula, sua aceleração será dada pela razão entre a variação de velocidade (de \(30 \dfrac{m}{s}\) até \(0\)) e os \(15\) segundos em que tal variação ocorre, sendo negativa por se tratar de uma desaceleração (variação negativa da velocidade):
\[\eqalign{&a_3 = \dfrac{-30 \dfrac{m}{s}}{15s}\\& a_3 = - 2 \ \dfrac{m}{s^2}}\]
A distância \(d_3\) percorrida nesse trecho será, então, dada por:
\[\eqalign{&d_3 = v_1\cdot t + \dfrac{a_3}{2}\cdot t^2\\& d_2 = 30 \cdot 15 - \dfrac{2}{2} \cdot 15^2 \\& d_1 = 225m}\]
A distância total \(d\) do movimento será a soma das distâncias percorridas em cada trecho:
\[\eqalign{&d = d_1 + d_2 + d_2 \\& = 150 + 450 + 225 \\& = 825m}\]
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