Enunciado

Um carro parte do repouso e move-se ao longo de uma estrada reta com uma velocidade descrita pelo gráfico. Determine a distância total percorrida até o carro parar. Construa os gráficos s - t e a - t .

Passo 1

Verifica-se o comportamento da velocidade ao longo do tempo e percebe-se que há 2 comportamentos distintos em diferentes intervalos de tempo. A partir destes intervalos, por meio de integração e derivação, serão indentificadas as funções que governam o deslocamento e a aceleração do carro, respectivamente.

s =   ∫ v   d t

a = d v d t

Passo 2

Posição:

Para o intervalo 0

v = t s = ∫ 0 t t   d t s = t 2 2 m Quando t = 30 s,

s = 30 2 2 = 450   m

Para o segundo intervalo 30

v = - 0,5 t + 45 ∫ 450 s d s = ∫ 30 t ( - 0,5 t + 45 ) d t s = - 1 4 t 2 + 45 t - 675 m Quando t = 90 s,

s = - 1 4 ( 90 ) 2 + 45 ( 90 ) - 675 = 1350   m

Aceleração:

Para o intervalo 0

a = d v d t = d d t t = 1   m / s ²

Para o intervalo 30

a = d v d t = d d t - 0,5 t + 45 = - 0,5   m / s ²

Deslocamento total do carro:

Sabendo que o deslocamento total de um corpo pode ser calculado a partir da área do gráfico v-t, temos:

S t o t a l = b . h 2 = 90 . 30 2 = 1350   m

Resposta

Os gráficos s - t   e a - t estão dispostos a seguir:

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