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Enunciado

Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 2.3 - Ex. 16

Um astronauta saiu da Estação Espacial Internacional para testar um novo veículo espacial. Seu companheiro permanece a bordo e registra as seguintes variações de velocidade, cada uma

ocorrendo em intervalos de 10 s.

Determine o módulo, a direção e o sentido da aceleração média em cada intervalo. Suponha que o sentido positivo seja da esquerda para a direita. a) No início do intervalo o astronauta se move para a direita ao longo do eixo Ox com velocidade de 15,0 m/s e no final do intervalo ele se move para a direita com velocidade de 5,0 m/s. b) No início do intervalo o astronauta move-se a 5,0 m/s para a esquerda e no final move-se para a esquerda com velocidade de 15,0 m/s. c) No início do intervalo ele se move para a direita com velocidade de 15,0 m/s e no final move-se para a esquerda com velocidade de 15,0 m/s.

Passo 1

Opa, bora resolver essa questão!

Aqui a gente tem um astronalta inicialmente dentro da Estação Espacial e ele sai pra testar um veículo espacial. A cada 10   m as variações de velocidade no veiculo espacial são registradas.

A primeira coisa que devemos fazer é determinar o módulo, a direção e o sentido da aceleração média em cada intervalo! Então ∆ t = 10 s .

Nós sabemos que para calcular a aceleração basta usarmos a seguinte relação:

a = ∆ v ∆ t

Sabemos que ∆ v se dá pela v f i n a l - v i n i c i a l .

E temos também que a velocidade, v , é positiva se o movimento for para a direita.

Passo 2

Agora basta calcularmos para cada caso:

  1. v i n i c i a l = 15 m / s   p a r a   a   d i r e i t a . v f i n a l = 5 m / s   p a r a   a   d i r e i t a .

    2. Portanto,

    a = 5 m / s - 15 m / s 10 s = - 1 m / s 2

    A aceleração negativa indica uma aceleração para a esquerda.

    Passo 3

  2.   v i n i c i a l = 5 m / s   p a r a   a   e s q u e r d a . v f i n a l = 15 m / s   p a r a   a   e s q u e r d a .

    3. a = - 15 m / s - ( - 5 m / s ) 10 s = - 1 m / s 2

    A aceleração negativa indica uma aceleração para a esquerda.

    Passo 4

  3. v i n i c i a l = 15 m / s   p a r a   a   d i r e i t a . v f i n a l = 15 m / s   p a r a   a   e s q u e r d a .

a = - 15 m / s - ( + 15 m / s ) 10 s = - 3 m / s 2

A aceleração negativa indica uma aceleração para a esquerda.

Resposta

  1. a = - 1 m / s 2 para a esquerda.
  2. a = - 1 m / s 2 para a esquerda.
  3. a = - 3 m / s 2 para a esquerda.
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