Enunciado

Uma partícula move-se segundo a lei do movimento s = f ( t ) , t ≥ 0 , onde t é medido em segundos e s , em pés.

(a) Encontre a velocidade no instante t .

(b) Qual a velocidade depois de 3 s?

(c) Quando a partícula está em repouso?

(d) Quando a partícula está se movendo no sentido positivo?

(e) Encontre a distância total percorrida durante os 8 primeiros segundos.

(f) Desenhe um diagrama como na Figura 2 para ilustrar o movimento da partícula.

f t = t 3 - 9 t 2 + 15 t + 10

Passo 1

Para encontramos a velocidade, lembramos lá da física que:

v = d s d t

Como s = f ( t ) , temos

v = d s d t = d d t t 3 - 9 t 2 + 15 t + 10 = 3 t 2 - 18 t + 15

Ou...

v = 3 ( t - 1 ) ( t - 5 )

Assim, podemos responder logo a letra (b), a velocidade depois de 3 s ? É só substituir!

v = 3 3 - 1 3 - 5 = 3 2 - 2 = - 12 f t s

Passo 2

Para saber quando a partícula esta em repouso, é quando v ( t ) = 0 , certo? Portanto,

t - 1 = 0   ∴ t = 1 s

Ou

t - 5 = 0   ∴ t = 5 s

Essa é bem simples!

Passo 3

Para saber quando a partícula esta se movendo no sentido positivo, é quando v t > 0 , certo? Portanto, se t - 1 e t - 5 , os valores de t devem estar entre

0 < t < 1

Ou

t > 5

Passo 4

A distância total percorrida durante os 8 primeiros segundos é dada pela diferença entre os valores até chegar em 8 , vamos lá:

f 1 - f 0 = 1 3 - 9 1 2 + 15 ( 1 ) + 10 - 0 3 - 9 0 2 + 15 ( 0 ) + 10

f 1 - f 0 = 17 - 10 = 7

f 5 - f 1 = 5 3 - 9 5 2 + 15 ( 5 ) + 10 - 1 3 - 9 1 2 + 15 ( 1 ) + 10

f 5 - f 1 = - 15 - 17 = 32

f 8 - f 5 = 8 3 - 9 8 2 + 15 ( 8 ) + 10 - 5 3 - 9 5 2 + 15 ( 5 ) + 10

f 8 - f 5 = 66 - ( - 15 ) = 88

Somando esses valores temos que a distancia total é 120   f t .

O diagrama que representa esse movimento da partícula é:

Prontinho!!

Resposta

(a)   v t = 3 t 2 - 18 t + 15 ;

(b)   v = - 12 f t s ;

(c) t = 1 s ou t = 5 s ;

(d) 0 < t < 1 Ou t > 5 ;

(e) a distancia total é 120   f t ;

(f) diagrama.

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