Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 2.1 - Ex. 76
Um objeto é largado do repouso de uma altura h. Ele percorre 0,4h durante o primeiro segundo de sua descida. Determine a velocidade média do objeto durante toda sua descida.
Passo 1
Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão. Queremos a velocidade média do percurso.
Por definição, velocidade média é dada por:
Vamos começar achando esse deslocamento total , que o enunciado chama de .
Como temos um movimento vertical, teremos a aceleração da gravidade que é constante, então podemos usar
Mas repara que a gente não tem o tempo decorrido de todo o movimento, só sabemos que no primeiro segundo, ou seja, em , ele percorreu . Então vamos analisar só esse primeiro segundo na nossa expressão.
Considerando que é positivo para baixo, (porque aponta para baixo). E como ele diz que o objeto é largado do repouso, . Temos que o tempo transcorrido é e o deslocamento é
Isolando
Passo 2
Falta achar o tempo total do movimento. Podemos usar a mesma equação do passo anterior, agora para o percurso total
Temos que , e , então
Isolando e escolhendo o resultado positivo da raiz, porque o tempo é sempre uma grandeza positiva
Esse é o tempo total do percurso
Passo 3
A velocidade média será: