Para os exercícios 6 e 7: Desenhe um diagrama de movimento para cada movimento descrito abaixo. Use o modelo de partículas. Mostre e rotule os vetores velocidade.
Um carro movido a foguete em uma pista de testes acelera do repouso até uma alta velocidade e, em seguida, viaja, por um tempo com velocidade constante após ficar sem combustível. Desenhe uma linha tracejada em seu diagrama para indicar o ponto em que o carro fica sem combustível.
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Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre desenhar um diagrama de movimento para um carro movido a foguete. A gente vai usar o modelo de partículas, que é uma forma simplificada de representar objetos em movimento como se fossem um ponto. Vamos precisar entender cinemática, que é a parte da física que estuda o movimento dos objetos sem se preocupar com as causas desse movimento. Especificamente, vamos precisar saber como representar vetores de velocidade e distinguir entre movimento com aceleração e movimento com velocidade constante.
Passo 2
Primeiro, vamos imaginar o que acontece com o carro. Ele começa parado (repouso), depois o foguete liga e o carro acelera até alcançar uma alta velocidade. Depois, o foguete acaba (fica sem combustível) e o carro continua se movendo, mas agora com velocidade constante.
Passo 3
Vamos começar a desenhar o diagrama de movimento. No eixo do tempo (t), representamos o tempo que passa. No eixo do espaço (s), representamos a posição do carro ao longo do tempo.
Passo 4
Durante a fase de aceleração, a velocidade do carro está aumentando. No diagrama, isso significa que a linha começa a subir mais rapidamente. Para mostrar isso, desenhamos uma linha que fica cada vez mais inclinada à medida que o tempo passa. Os vetores de velocidade (setas que mostram a direção e a rapidez do movimento) também vão ficando maiores, indicando que a velocidade está aumentando.
Passo 5
O ponto em que o carro fica sem combustível é crucial. Vamos marcar esse ponto no diagrama com uma linha tracejada. Esse ponto separa a fase de aceleração da fase de velocidade constante.
Passo 6
Após a linha tracejada, o carro está se movendo com velocidade constante. No diagrama, a linha se torna uma reta com inclinação constante, indicando que a posição do carro aumenta de forma uniforme ao longo do tempo. Os vetores de velocidade agora têm o mesmo tamanho, mostrando que a velocidade não está mudando.
Passo 7
Vamos resumir o que desenhamos: uma linha que começa no ponto zero, sobe com inclinação crescente durante a aceleração, tem uma linha tracejada marcando a falta de combustível, e depois continua com uma inclinação constante representando a velocidade constante.
Resposta
O diagrama de movimento mostra uma linha que começa com inclinação crescente para representar a aceleração do carro, seguida de uma linha tracejada indicando o momento em que o carro fica sem combustível. Após esse ponto tracejado, a linha continua com inclinação constante, representando a velocidade constante. Os vetores de velocidade são desenhados ao longo da linha, aumentando de tamanho durante a aceleração e mantendo o mesmo tamanho durante o movimento com velocidade constante.
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