Enunciado

Um peso está ligado a uma mola e atinge a sua posição de equilíbrio ( x = 0 ) . Em seguida, ele é posto em movimento, o que resulta em um deslocamento de

x = 10 cos ⁡ t

Em que x é medido em centímetros e t é medido em segundos. Veja a figura a seguir.

  1. Determine o deslocamento da mola quando t = 0 , t = π / 3 e t = 3 π / 4 .
  2. Determine a velocidade da mola quando t = 0 , t = π / 3 e t = 3 π / 4 .

Passo 1

Para determinarmos a posição da mola em cada tempo, precisamos substituir o valor de t na equação de posição da mola. Como a equação da posição já nos foi dada, podemos fazer uma substituição direta para obter as posições.

Já para calcular a velocidade, temos que descobrir a sua função anteriormente. Para isto, basta lembrar da física que, dada a função de posição x ( t ) , a velocidade pode ser obtida por:

v t = x ˙ t = d d t x ( t )

Portanto, basta derivarmos a função posição. Após obtermos a função velocidade, basta substituirmos os valores de t nela para obter a velocidade em cada tempo dado.

Passo 2

Vamos calcular as posições para cada tempo separadamente. Para t = 0 , temos:

x 0 = 10 cos ⁡ 0 = 10   c m

Passo 3

Para t = π / 3 , temos:

x π 3 = 10 cos ⁡ π 3 = 10 ⋅ 1 2   c m

x π 3 = 5   c m

Passo 4

Para t = 3 π / 4 , temos:

x 3 π 4 = 10 cos ⁡ 3 π 4 = 10 ⋅ - 2 2   c m

x 3 π 4 = - 5 2   c m

Resposta

Para t = 0 , x 0 = 10   c m .

Para t = π / 3   , x π / 3   = 5   c m .

Para t = 3 π / 4   , x 3 π / 4 = - 5 √ 2   c m .

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Queda livre em Marte e Júpiter As equações para queda livre nas superfícies de Marte e Júpiter (sendo s dado em metros e t em segundos) são s = 1,86 t 2 em Marte e s = 11,44 t 2 em Júpiter. Quanto tem
Queda livre da Torre de Pisa Se Galileu tivesse deixado cair uma bala de canhão da Torre de Pisa, 179p é s é acima do solo, sua altura t segundos depois de cair teria sido s = 179 - 16 t 2 .Quais teri
Movimento de uma partícula No instante t , a posição de um corpo que se desloca ao longo do eixo s é s =t 3 - 6 t 2 + 9 tm .Determine a aceleração do corpo cada vez que a velocidade for nula.Determine
Nos Exercícios 1-6, dê as posições s=f t de um corpo que se desloca em um eixo, sendo s dado em metros e t em segundos.Determine o deslocamento do corpo e a velocidade média para o intervalo dado.Dete
Nos Exercícios 1-6, dê as posições s=f t de um corpo que se desloca em um eixo, sendo s dado em metros e t em segundos.Determine o deslocamento do corpo e a velocidade média para o intervalo dado.Dete