Enunciado

(a) Suponha que a função aceleração de uma partícula movendo-se ao longo de um eixo coordenado seja a t = t + 1 . Encontre a aceleração média da partícula no intervalo de

tempo 0 ≤ t ≤ 5 por integração.

(b) Suponha que a função velocidade de uma partícula movendo-se ao longo de um eixo coordenado seja v ( t ) = cos ⁡ t . Encontre a aceleração média da partícula no intervalo de

tempo 0 ≤ t ≤ π / 4 algebricamente.

Passo 1

Para o calculo de aceleração média no item (a), aplicamos a seguinte formula ao problema:

a m = 1 b - a ∫ a b a t d t

Portanto, substituindo os dados, temos:

a m = 1 5 - 0 ∫ 0 5 t + 1 d t

a m = 1 5 t 2 2 + t 0 5

a m = 1 5 5 2 2 + 5 - 0 2 2 + 0

a m = 1 5 × 35 2 = 7 2

Passo 2

Para o calculo de aceleração média no item (b), primeiro encontraremos a função aceleração, derivando a função velocidade. Uma vez que a função velocidade é dada por:

v t = ∫ a t d t

Então, fazemos o inverso para encontrar a função aceleração:

a t = d d t v t = - sin ⁡ t

Portanto, substituindo na expressão da aceleração média, temos:

a m = 1 π / 4 - 0 ∫ 0 π / 4 - sin ⁡ t d t

a m = 4 π cos ⁡ t 0 π / 4

a m = 4 π cos ⁡ ( π / 4 ) - cos ⁡ 0

a m = 4 π × 2 2 - 1 = 2 2 - 4 π

Prontinho!!

Resposta

(a)   7 2

(b) 2 2 - 4 π

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As massas pontuais m i estão localizadas no eixo x , conforme mostra a figura a seguir. Ache o momento M do sistema com relação à origem e o centro de massa x - .
As massas pontuais m i estão localizadas no eixo x , conforme mostra a figura a seguir. Ache o momento M do sistema com relação à origem e o centro de massa x - .