Enunciado
Cálculo - Anton - Cálculo - Vol 1- Ed: 10º - Capítulo 4.6 - Ex. 3
3. Abaixo está o gráfico de uma função posição de uma partícula movendo-se em um eixo horizontal .
a) A partícula está se movendo para a esquerda ou para a direita no instante ?
b) A aceleração é positiva ou negativa no instante ?
c) A partícula está aumentando ou diminuindo a velocidade no instante ?
d) E no instante , está aumentando ou diminuindo a velocidade?
Passo 1
a) Então galera, se observarmos bem o gráfico veremos que a posição, pelo menos inicialmente, está diminuindo com o passar do tempo. Oras, se a posição está diminuindo, então sem dúvida alguma a partícula está se movendo para a esquerda. Claro, essa resposta considera que o movimento seja para a direita, ok? Show!
Passo 2
b) Antes de respondermos a essa pergunta temos que lembrar do seguinte: a derivada da função posição resulta na velocidade e a derivada da fução velocidade resulta na aceleração. Tendo isso em vista, temos que analisar a derivada segunda da função no ponto em questão, beleza?!
Observando o gráfico fica tranquilo de notar que a derivada da função é negativa, assim como a derivada segunda dessa mesma função. Uma derivada segunda negativa implica em uma concavidade para baixo, desse jeito:
Sendo assim, temos que a aceleração é negativa em !
Passo 3
c) Então galera, um pouco antes de vemos que a derivada da função é negativa e a concavidade da função é para baixo, no entanto, após , por mais que a derivada da função continue decrescente, temos que a concavidade da função começa a mudar, o que indica em uma mudança na velocidade. Sendo assim, podemos concluir que a velocidade é positiva em !
Passo 4
d) Nas proximidades de vemos que a concavidade da função é para cima, o que indica uma aceleração positiva. No entanto, se traçarmos uma reta tangente em notamos que a derivada é negativa, o que implica em . Sendo assim, podemos concluir que a velocidade é negativa em !
Resposta
a) Para a esquerda.
b) A aceleração é negativa.
c) A velocidade está aumentando.
d) A velocidade está diminuindo.