USP – Física 1 – 2020 – P1 – Discursiva
Q - Dois carros, e , deslocam-se em um longo trecho retilíneo de uma auto-estrada, em sentido contrário. No gráfico abaixo, estão representadas as velocidades dos automóveis e em função do tempo. Sabendo-se que os carros e se cruzam no instante , a distância entre eles, medida em metros, no instante de tempo , é:
Passo 1
Vem comigo e não me abandona que a gente resolve essa questão!
O problema pede a distância entre os carros em , ele nos dá o gráfico das velocidades dos carros pelo tempo.
Então o que nós podemos fazer é calcular a área do gráfico de e , já que essa área fornece a variação de posição dos carros no intervalo de tempo .
Então temos que:
E
Mas segundo o enunciado os carros se encontram na mesma posição em , logo . Mexendo um pouco ficamos com:
E
E com isso temos que:
E a distância inicial entre os carros é dada por:
Vamos então encontrar essas áreas!
Passo 2
Começando com .
Olhando o gráfico de vemos que ele é um trapézio com base menor igual a , base maior igual a e altura igual a , assim:
Passo 3
Agora vamos ver a área de .
Esse gráfico é um triângulo com uma base de e uma altura de .
Então a área desse gráfico é da seguinte forma:
Passo 4
Agora podemos calcular a distância inicial entre os carros, temos:
Prontinho, finalizamos essa com sucesso!