Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 2.3 - Ex. 17
Com base em sua experiência de dirigir um automóvel, estime o módulo da aceleração média de um carro quando a) acelera em uma estrada do repouso até 65 mi/h e b) pisa forte no freio até uma parada repentina. c) Explique por que essa aceleração média poderia ser considerada positiva ou negativa.
Passo 1
Vamos passar as unidades de medidas para o Sistema Internacional, sendo assim:
Vamos adotar como positivo na direção em que o carro esta viajando.
Passo 2
- Vamos supor que o carro sai do repouso para uma velocodade, , igual a em .
- Já nesse caso, temos o inverso, o carro possui velocidade, , igual a e pisa no freio até o carro parar em um intervalo de tempo de .
Sabemos que a aceleração média é a variação da velocidade em um intervalo de tempo. Então temos que:
Note que o valor do tempo é sempre positivo, portanto não interfere no sinal. Como o carro sai do repouso e atinge uma velocidade final de , teremos sua aceleração positiva.
Passo 3
E partindo equação da aceleração média:
O que nos deu uma aceleração negativa, ou seja, uma desaceleração ou frenagem.
Passo 3
No intem (a), a velocidade aumenta de modo que a aceleração esteja na mesma direção que a velocidade. Se a velocidade e a direção são positivas, então a aceleração é positiva.
No item (b), a velocidade diminui de modo que a aceleração está na direção oposta à direção da velocidade. Se a direção da velocidade é positiva, então a aceleração é negativo, e se a direção da velocidade for negativa, a direção da aceleração é positiva.
Resposta
- , aceleração positiva.
- , aceleração negativa ou desaceleração.
- Sempre que temos uma aceleração positiva, estamos ganhando velocidade, se temos o inverso, sinal negativo, estamos perdendo velocidade.