Enunciado

Nos exercícios de 55 a 58, uma partícula move-se ao longo de uma linha reta de acordo com a equação dada, onde s cm é distância orientada da partícula, da origem, em t s.

  1. Qual a velocidade instantânea da partícula em t s?
  2. Ache a velocidade da partícula em t1 s para cada um dos valores de t1.

55. s = 4 s e n   t   ; t1 é 0, 1 3 π , 1 2 π ,   2 3 π e π

Passo 1

Certo, a questão a) nos pede para calcular a velocidade instantânea da partícula. A gente não sabe exatamente a posição da partícula, mas sabemos que ela está em algum ponto da reta, se movendo. A função s nos mostra o deslocamento dessa partícula como função da variável t, que nesse caso podemos interpretar como o tempo, já que estamos buscando a velocidade.

s = 4 s e n t

Passo 2

Assim, a gente pode derivar a nossa função s, para obtermos a velocidade da partícula sobre a reta, como a derivada da função s e n t é c o s t , então:

d s d t = 4 c o s t

Que é o valor da velocidade.

Passo 3

Já na letra b), o enunciado nos dá valores de t1, que correspondem a cada instante de tempo, pela nossa equação de velocidade, podemos obter as velocidades correspondentes a esses instantes, bastando substituir eles na equação, assim:

t = 0 →   d s d t = 4 cos ⁡ 0 = 4   .   1 = 4

t = 1 3 π →   d s d t = 4 cos ⁡ 1 3 π = 4   .   1 2 = 2

t = 1 2 π →   d s d t = 4 cos ⁡ 1 2 π = 4   .   0 = 0

t = 2 3 π →   d s d t = 4 cos ⁡ 2 3 π = 4   .   - 1 2 = - 2

t =   π →   d s d t = 4 cos ⁡ π = 4   .   - 1 =   - 4

Resposta

  1. d s d t = 4 c o s t
  2. t = 0 →   d s d t = 4

t = 1 3 π →   d s d t = 2

t = 1 2 π →   = 0

t = 2 3 π →   d s d t = - 2

t =   π →   d s d t = - 4

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