Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 2.3 - Ex. 14
2.14 A Figura 2.34 mostra a velocidade em função do tempo de um carro movido a energia solar. O motorista acelera a partir de um sinal de parada e se desloca durante 20 s com velocidade constante de 60 km/h, e a seguir pisa no freio e para 40 s após sua partida do sinal. a) Calcule sua aceleração média para os seguintes intervalos de tempo: i) t 0 até t 10 s; ii) t 30 s até t 40 s; iii) t 10 s até t 30 s; iv) t 0 até t 40 s; b) Qual é a aceleração instantânea a t 20 s e a t 35 s?
Passo 1
Opa, bora lá! Temos o seguinte gráfico que relaciona a velocidade de uma carro com o tempo:
Primeiro queremos saber a velocidade média de 0 a 10 segundos. Teremos que transformar a velocidade para metros por segundo, dividindo por 3,6. Em 10 segundos a velocidade é de 60 km/h, dividindo por 3,6, temos:
Vamos lembrar que , pimpolhos!. Usando essa fórmula pra 0 a 10 segundos temos:
Agora vamos ver de 30 segundos a 40 segundos! Em 30 segundos a velocidade ainda é 16,67 m/s e nos 40 segundos a velocidade é 0, então a gente já pode usar a fórmula da aceleração média:
De 10s até 30s, a velocidade é de 16,67 m/s para os dois, então temos a seguinte aceleração:
Agora ele quer saber de 0 a 40 segundos. Sabendo que a velocidade em 0 segundos e em 40 segundos é nula, a aceleração média nesse tempo também será 0 m/s².
Bora pra letra b)!!!
Passo 2
Agora queremos saber a aceleração instantânea em 20 segundos e em 35 segundos.
Em 20 segundos da pra perceber que a velocidade está constante, ou seja, não há aceleração!
Em 35 segundos da pra ver que a velocidade vai baixando constantemente. Então podemos calcular o coeficiente angular da reta entre e e teremos a nossa aceleração instantânea!
Prontinho!
Resposta
- i) 1,67 m/s²; ii) -1,67 m/s²; iii) 0 m/s²; iv) 0 m/s²
- 0 m/s²; -1,67 m/s²