Em um certo instante de tempo, uma partícula tinha uma velocidade de 18 m/s no sentido positivo de x; 2,4 s depois, a velocidade era 30 m/s no sentido oposto. Qual foi a aceleração média da partícula durante este intervalo de 2,4 s?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente está trabalhando com cinemática, que é a parte da física que estuda o movimento das partículas. Aqui, precisamos encontrar a aceleração média de uma partícula durante um intervalo de tempo. Para isso, vamos precisar saber as velocidades inicial e final da partícula e o tempo que ela demorou para mudar de velocidade.
Passo 2
Primeiro, vamos anotar o que a gente já sabe:
- Velocidade inicial (
): 18 m/s no sentido positivo de x. - Velocidade final (
): 30 m/s no sentido oposto, ou seja, no sentido negativo de x. - Tempo (
): 2,4 segundos.
Passo 3
A aceleração média (
) é calculada pela fórmula:
onde
é a variação da velocidade, que é a diferença entre a velocidade final e a inicial.
Passo 4
Vamos calcular a variação da velocidade (
):
Lembrando que a velocidade final está no sentido oposto, então ela será negativa:
Portanto:
Passo 5
Agora, aplicamos os valores na fórmula da aceleração média:
Resposta
A aceleração média da partícula durante os 2,4 segundos foi de -20 m/s². Isso significa que a aceleração foi no sentido oposto à direção positiva de x.