Enunciado

A função posição x ( t ) de uma partícula que está se movendo ao longo do eixo x é x = 4,0 -   6,0 t 2 , com x em metros e t em segundos. (a) Em que instante e (b) em que posição a partícula para (momentaneamente)? Em que (c) instante negativo e (d) instante positivo a partícula passa pela origem? (e) Plote o gráfico de x em função de t para o intervalo de - 5   s a +   5   s . (f) Para deslocar a curva para a direita no gráfico, devemos acrescentar a x ( t ) o termo + 20 t   ou o termo - 20 t ? (g) Essa modificação aumenta ou diminui o valor de x para o qual a partícula para momentaneamente?

Passo 1

Galera, para saber em qual instante uma partícula para é só igualar sua velocidade a zero. Para encontrar a função velocidade é só derivar a função posição em relação ao tempo.

v t = d x d t = d d t 4,0 - 6,0 t 2

v t = - 12 t

Agora é só igualar v a zero.

v t = 0

- 12 t = 0

a     t = 0   s

Para saber a posição da partícula nesse instante, devemos substituir o valor de t encontrado na função posição.

x 0 = 4,0 - 6,0 0 2

b     x 0 = 4,0   m

Passo 2

A partícula passar pela origem é sua posição x ser igual a zero.

x t = 0

4,0 - 6,0 t 2 = 0

4,0 = 6,0 t 2

t 2 = 4,0 6,0 → t = ± 2,0 3,0

c   t = - 0,82   s         e         d     t = + 0,82   s

Passo 3

O gráfico mostra a função x t = 4,0 - 6,0 t 2   em vermelho e o gráfico em azul x 2 t = 4,0 + 20 t - 6 t 2 . Podemos observar que:

(f) Adicionando   + 20 t o gráfico foi deslocado para direira;

(g) O ponto crítico do gráfico, o seja, o topo onde a partícula para o que aumenta o valor de x em que   v   =   0 .

d x 2 d t = 20 - 12 t = 0

t = 1,7 s  

Agora devemos substituir t = 1,7   s em x 2 para encontra a posição que a partícula para na nova equação.

x 2 1,7 = 4,0 + 20 . 1,7 - 6,0 1,7 2

x 2 1,7 = 21   m

Resposta

a)     t = 0   s

b) x 0 = 4,0   m

c)   t = - 0,82   s

d) t = + 0,82   s

e)

f) + 20 t

g) Aumenta para 20   m

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

2.11 Uma bola se move em linha reta (eixo Ox). O gráfico na Figura 2.33 mostra a velocidade dessa bola em funç��o do tempo. a) Qual é a velocidade escalar média e a velocidade média nos primeiros 3,0
2.9 Um carro para em um semáforo. A seguir ele percorre um trecho retilíneo de modo que sua distância ao sinal é dada por x t = b t 2 - c t ³ ³, onde b=2,40m / s ² ² e c=0,120m / s ³ ³ . a) Calcule a
2.15 Uma tartaruga se arrasta em linha reta, à qual chamaremos de eixo O x com a direção positiva para a direita. A equação para a posição da tartaruga em função do tempo é x ( t )=50,0c m+( 2,0c m /
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 6
2.12 Em um teste de um novo modelo de automóvel da empresa Motores Incríveis, o velocímetro é calibrado para ler m/s em vez de km/h. A série de medidas a seguir foi registrada durante o teste ao longo