Enunciado

A equação do movimento é dada por uma partícula, onde s está em metros e t , em segundos. Encontre ( a ) a velocidade e a aceleração como funções em t , ( b ) a aceleração depois de 1 segundo e ( c ) a aceleração no instante em que a velocidade é 0.

s = 2 t 3 - 15 t 2 + 36 t + 2 ,     t ≥ 0

Passo 1

Olá, meu querido e nobre amigo.

Nesse problema foi dada a função

s = 2 t 3 - 15 t 2 + 36 t + 2 ,     t ≥ 0

E nosso objetivo é encontrar a função velocidade e a função aceleração e apartir delas, obter a aceleração em t = 1 s e tambem a aceleração quando a velocidade for 0 .

Parece complicado?

Aqui temos a aplicação da derivada e as relações entre as equações do espaço, velocidade e aceleração.

Tendo em mãos a equação do espaço de uma partícula, a derivada primeira dessa equação é a velocidade, já a derivada segunda dessa equação é a aceleração.

Sabendo disso, podemos responder essa atividade com mais tranquilidade.

Veja só!

Passo 2

Como comentado, precisamos derivar a equação do espaço para que possamos ter a aceleração e a velocidade.

Calculando a primeira derivada de s , temos

v t = d s d t = d 2 t 3 - 15 t 2 + 36 t + 2 d t

Aplicando a regra da potencia, temos

v t = 6 t 2 - 30 t + 36

Derivando novamente, vamos encontrar a função aceleração...

a t = d v d t = d 6 t 2 - 30 t + 36 d t

a t = 12 t - 30

Tranquilo até aqui?

Passo 3

Na questão é pedida a aceleração em t = 1 , ou seja, se a t = 12 t - 30 , em t = 1 , temos

a 1 = 12 - 30

a 1 = - 18 m s 2

Show?

Além disso temos que descobrir qual é a aceleração no instante em que v = 0 .

Fazendo v t = 0 , temos

6 t 2 - 30 t + 36 = 0

Calculando as raízes desse polinômio, vamos obter

Δ = 900 - 4 ( 6 ) ( 36 )

Δ = 36

t = 30 ± 6 12 → t 1 = 3 s t 2 = 2 s

Portanto, a aceleração nesses instantes são:

Para t = 3 s

a 3 = 12 3 - 30

a 3 = 6   m / s 2

Para t = 2 s

a 2 = 12 2 - 30

a 2 = - 6   m / s 2

E aí! entendeu tudo? Responde Aí!

Resposta

  1. v = d s d t = 6 t 2 - 30 t + 36

    a = d v d t = 12 t - 30

  2. a 1 = - 18   m / s 2
  3. a 3 = 6   m / s 2 , a 2 = - 6   m / s 2
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47-48 Uma equação do movimento é dada, onde s está em metros e t , em segundos. Encontre (a) o instante em que a aceleração é 0 e (b) o deslocamento e a velocidade nesse instante.48. s = 2 t 3 - 9 t 2
Encontre as derivadas primeiras e segunda da função. y = x e c x
Se g x = sec ⁡ x , encontre g ' ' ' π 4
5-20 Encontre as derivadas primeiras e segunda da função.7. y = cos ⁡ 2 θ
47-48 Uma equação do movimento é dada, onde s está em metros e t , em segundos. Encontre (a) o instante em que a aceleração é 0 e (b) o deslocamento e a velocidade nesse instante.47. s = t 4 - 4 t 3 +