Enunciado

4. A figura mostra os gráficos de quatro funções. Uma é a função posição de um carro, a outra, a velocidade do carro, uma terceira, a aceleração e uma quarta, o arranco. Identifique cada curva e explique sua escolha.

Passo 1

E aí! tudo certinho?

Nesse problema foram dados quatro gráficos a ,   b ,   c ,   d e nosso objetivo é determinar qual representa a posição de um carro, qual representa a velocidade desse carro, qual representa a aceleração e qual representa seu arranco.

Parece complicado?

O gráfico que foi dado é

Da física nós sabemos que se s é a função posição

v = d s d t ,     a = d v d t

Onde v e a são as funções velocidade e aceleração respectivamente.

O arranco é o quanto de aceleração que você ganha por tempo ou seja:

a r r a n c o = d a d t

Ou seja, quando derivamos o espaço em relação ao tempo, obtemos a velocidade, quando derivamos mais uma vez obtemos a aceleração e derivando uma terceira vez, obtemos o arranco.

Então temos que descobrir quais funções são suas derivadas e relacionar com os princípios físicos que vimos anteriormente.

Saca só!

Passo 2

Tem duas coisas que podemos analisar para descobrir rapidamente qual função é derivada de qual:

  • Na coordenada em que uma função atinge seu mínimo ou máximo local a derivada cruza o zero.
  • Quando uma função está decrescendo sua derivada é negativa e quando ela está crescendo a derivada é positiva.

Perceba que a não possui nenhuma derivada, já que quando ela está em seus pontos de máximo ou mínimo, nenhuma outra função corta o eixo x , assim já podemos dizer que a = a r r a n c o pois nas relações do passo 1, o arranco foi a única função que não tinha derivada.

Podemos observar tambem que quando b atinge seu máximo a é a única função que está em zero. Logo, a função a é derivada da função b b ' = a

Quando a função c atinge seu máximo a única função que está em zero é b . Ou seja c ' = b

A função d só cresce então sua derivada precisa ser toda positiva, a única função que apresenta essa característica é a função c . Então ⇒ d ' = c

Então quando derivamos d obtemos c , derivando pela segunda vez obtemos b , derivando mais uma vez obtemos a , com isso podemos escrever que:

s t = d

v t = c

a t = b

a r r a n c o t = a

E então! O que achou? Responde Aí!

Resposta

s t = d

v t = c

a t = b

a r r a n c o t = a

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