Enunciado

Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 2.1 - Ex. 33

Qual(is) gráficos(s) (ou nenhum deles), de em função de na figura abaixo melhor descreve o movimento de uma partícula com (a) velocidade negativa e rapidez crescente, (b) velocidade negativa e aceleração nula, (c) aceleração variável, e (d) rapidez crescente?

Passo 1

(a) Como estamos lidando com um gráfico da velocidade em função do tempo, a velocidade será negativa sempre que a linha do gráfico estiver abaixo do eixo .

E se a rapidez é crescente, então o módulo da velocidade tem que estar aumentando (seja ficando mais positivo ou mais negativo).

O único gráfico que atende essas exigência é o .

Passo 2

(b) Continuamos com a mesma exigência para que a velocidade seja negativa (linha abaixo do eixo ).

Além disso, para que a aceleração seja nula, a velocidade tem que permanecer constante, e o gráfico precisa ser uma reta horizontal.

Essas condições são satisfeitas apenas pelo gráfico .

Passo 3

(c) Se a aceleração é variável (não constante), então o gráfico da velocidade em função do tempo não pode ser uma linha reta.

Como todos os gráficos da figura mostram linhas retas, nenhum deles pode representar um corpo se movendo com aceleração variável.

Passo 4

(d) O fato de que a rapidez é crescente tem a seguinte consequência sobre o gráfico: o módulo da velocidade tem que estar aumentando (seja ficando mais negativo ou mais positivo).

Isso acontece nos gráficos e .