Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 2.1 - Ex. 8
Desenhe cuidadosamente os gráficos da posição, velocidade e aceleração no mesmo intervalo de tempo para um carrinho que, sucessivamente, tem o seguinte movimento. O carrinho está se movendo à velocidade constante de na direção positiva do eixo . Ele passa pela origem em . Ele continue em diante a por , depois disso ele ganha velocidade à taxa constante de a cada segundo por . Depois de ganhar velocidade por , o carrinho perde velocidade à taxa constante de pelos próximos .
Passo 1
Vamos começar fazendo o gráfico da velocidade. Teremos um trecho constante de durante os primeiros , e então uma reta crescente com inclinação durante os seguintes e a partir daí uma reta decrescente com a mesma inclinação até o final.
Esse é um gráfico da velocidade (em ) em função do tempo (em ):
Passo 2
Agora vamos aproveitar esse gráfico para fazer o gráfico da posição em função do tempo. Nos trechos em que a aceleração é diferente de zero, a função que descreve esse gráfico é a seguinte:
E quando a aceleração é nula, temos:
E as informações do gráfico que já fizemos serão muito úteis para completar os dados desse. Por exemplo, a velocidade inicial do segundo trecho é a velocidade final do primeiro, e assim por diante. Usando esses dados vamos encontrar o seguinte gráfico:
Passo 3
E o gráfico da aceleração é bastante simples de fazer. A aceleração é nula pelos primeiros , e então passa a ser por , e finalmente se torna pelo restante do movimento.
Resposta
Ver gráficos.