Enunciado

(a) Suponha que a função velocidade de uma partícula movendo-se ao longo de um eixo coordenado seja v ( t ) = 3 t 3 + 2 . Encontre a velocidade média da partícula no intervalo de

tempo 1 ≤ t ≤ 4 por integração.

(b) Suponha que a função posição de uma partícula movendo-se ao longo de um eixo coordenado seja s ( t ) = 6 t 2 + t . Encontre a velocidade média da partícula no intervalo de

tempo 1 ≤ t ≤ 4 algebricamente.

Passo 1

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

v m = 1 b - a ∫ a b v t d t

Portanto, substituindo os dados, temos:

v m = 1 4 - 1 ∫ 1 4 3 t 3 + 2 d t

v m = 1 3 3 t 4 4 + 2 t 1 4

v m = 1 3 3 × 4 4 4 + 2 × 4 - 3 × 1 4 4 + 2 × 1

v m = 1 3 × 789 4 = 263 4

Passo 2

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

s t = ∫ v t d t

Então, fazemos o inverso para encontrar a função velocidade:

v t = d d t s t = 12 t + 1

Portanto, substituindo na expressão da velocidade média, temos:

v m = 1 4 - 1 ∫ 1 4 12 t + 1 d t

v m = 1 3 6 t 2 + t 1 4

v m = 1 3 6 × 4 2 + 4 - 6 × 1 2 + 1

v m = 1 3 × 93 = 31

Prontinho!!

Resposta

(a)   263 4

(b) 31

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