É possível ter deslocamento nulo e velocidade média diferente de zero? E deslocamento nulo e vetor velocidade diferente de zero? Ilustre suas respostas usando um gráfico
.
Passo 1
Beleza, então a gente vai resolver essa questão que pergunta se é possível ter deslocamento igual a zero e, ao mesmo tempo, ter velocidade média diferente de zero. Também pergunta se é possível ter deslocamento zero e o vetor velocidade diferente de zero. A matéria envolvida aqui é a Cinemática, que estuda os movimentos sem considerar as causas. Para resolver, vamos precisar entender o que são deslocamento, velocidade média e vetor velocidade, além de usar gráficos de posição em função do tempo (
).
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre deslocamento. Deslocamento é a diferença entre a posição final e a inicial de um objeto. Se o deslocamento for zero, isso significa que o objeto voltou ao ponto de partida.
Passo 3
Agora, velocidade média é definida como o deslocamento dividido pelo tempo total. A fórmula é:
Se o deslocamento (
) for zero, então a velocidade média também será zero, independente do tempo.
Passo 4
Mas e a velocidade instantânea, ou vetor velocidade? Essa representa a taxa de variação da posição em um instante específico. Mesmo que o deslocamento total seja zero, durante o percurso o objeto pode estar se movendo. Isso significa que em certos momentos, a velocidade instantânea pode ser diferente de zero.
Passo 5
Para ilustrar isso, vamos pensar em um objeto que vai de A para B e depois volta para A no mesmo período de tempo. O deslocamento total é zero porque ele retornou ao ponto de partida. Durante o trajeto de A para B e de B para A, o objeto tem uma velocidade instantânea diferente de zero, mesmo que o deslocamento geral seja zero.
Passo 6
Vamos imaginar o gráfico
desse movimento. O objeto parte do ponto A, vai até B e retorna para A. O gráfico mostraria uma linha indo de A a B e depois voltando, formando um caminho fechado. O deslocamento total é a diferença entre a posição final e inicial, que é zero.
Resposta
Sim, é possível ter deslocamento nulo e o vetor velocidade diferente de zero. Contudo, se o deslocamento for zero, a velocidade média também será zero. No gráfico
, isso é representado por um movimento de ida e volta, onde o objeto retorna ao ponto de partida, resultando em deslocamento zero, mas com velocidades instantâneas diferentes de zero durante o percurso.
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. Se a menor força horizontal necessária para manter 0 caixote em movimento é aplicada, a aceleração do caixote é
a.
b.
c.
d.
e.
a.
b.
c.
d.
e.
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(rad), a sua velocidade angular é de
(
).
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(b) Calcule o tempo necessário para completar