Enunciado

A posição de uma partícula que se move no eixo dos x depende do tempo de acordo com a equação x = 3 t 2 - t 3 , em que x vem expresso em metro e t , em segundos.

(a) Qual é o seu deslocamento depois dos primeiros 4 segundos?

(b) Qual é a velocidade da partícula ao terminar cada um dos 4 primeiros segundos?

(c) Qual é a aceleração da partícula em cada um dos 4 primeiros segundos?

Passo 1

a) A posição da partícula é definida pela equação x = 3 t 2 - t 3 , assim ao substituímos o tempo na equação encontramos a posição da partícula. Para o tempo t = 4 temos:

x t = 3 t 2 - t 3

x t = 3 4 2 - 4 3 = - 16   m

Passo 2

b) É importante saber nessa questão que a função velocidade é a derivada da função posição. Ou seja para encontramos a velocidade em qualquer pondo, basta substituímos o tempo na x ' ( t ) .

A função posição é:

x t = 3 t 2 - t 3

A função velocidade é:

x ' t = 6 t - 3 t 2

Substituindo os tempos na função x ' t temos:

x ' 0 = 6 0 - 3 0 2 = 0   m . s - 1

x ' 1 = 6 1 - 3 1 2 = 3   m . s - 1

x ' 2 = 6 2 - 3 2 2 = 0   m . s - 1

x ' 3 = 6 3 - 3 3 2 = - 9   m . s - 1

x ' 4 = 6 4 - 3 4 2 = - 24   m . s - 1

Passo 3

c) É importante saber nessa questão que a função aceleração é a segunda derivada da função posição. Ou seja para encontramos a aceleração em qualquer pondo, basta substituímos o tempo na x ' ' ( t ) .

A função velocidade é:

x ' t = 6 t - 3 t 2

A função aceleração é:

x ' ' t = 6 - 6 t

Substituindo os tempos na função x ' ' t temos:

x ' ' 0 = 6 - 6 0 = 6   m . s - 2

x ' ' 1 = 6 - 6 1 = 0   m . s - 2

x ' ' 2 = 6 - 6 2 = - 6   m . s - 2

x ' ' 3 = 6 - 6 3 = - 12   m . s - 2

x ' ' 4 = 6 - 6 4 = - 18   m . s - 2

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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