Enunciado
Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 2.5 - Ex. 15
(a) Se a posição de uma partícula é dada por (onde está em segundos e em metros), qual é a velocidade da partícula em ? (b) O movimento nesse instante é no sentido positivo ou negativo de ? (c) Qual é a velocidade escalar da partícula nesse instante? (d) A velocidade escalar está aumentando ou diminuindo nesse instante? (Tente responder às duas próximas perguntas sem fazer outros cálculos.) (e) Existe algum instante no qual a velocidade se anula? Caso a resposta seja afirmativa, para que valor de t isso acontece? (f) Existe algum instante após no qual a partícula está se movendo no sentido negativo de ? Caso a resposta seja afirmativa, para que valor de isso acontece?
Passo 1
Galera, como sabemos a derivada da função posição pelo tempo é igual a velocidade.
Agora ficou fácil, né? É só fazer !
Passo 2
Como a velocidade em é negativa, o movimento será no sentido negativo de .
Pessoal, a velocidade escalar nada mais é que o módulo da velocidade, decorou? Sabendo disso, podemos afirmar que a velocidade escalar em é .
Passo 3
O que determina se a velocidade aumenta ou diminui é a aceleração, tenha em mente também que a aceleração é a derivada de segunda ordem da função posição ou a derivada primeira da função velocidade.
(d) Lembra o que te falei na letra (c) sobre velocidade escalar? Como a aceleração é positiva a velocidade aumenta, mas por velocidade e aceleração terem sinais opostos se trata de um movimento retardado onde a velocidade escalar diminui.
Passo 4
Para sabermos em qual instante a velocidade é zero, basta igualar a função velocidade a zero.
Passo 5
Para responde a letra (f) basta observar a função velocidade e estudar seu sinal, vamos verificar para quais valores de t a velocidade é negativa e se algum desses valores é maior que .
Os valores de t para que v seja negativo não incluem valores maiores que , por isso, a resposta da letra (f) é não.
Resposta
a)
b) sentido negativo de x
c)
d) velocidade escalar diminui
e)
f) não