Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Mecânica para Engenharia: Dinâmica Volume 2 - 6ª Edição - James L. Meriam, L. Glenn Kraige- Ed: 6º - Capítulo 2.2 - Ex. 19
Uma partícula se move ao longo da direção com aceleração constante. O deslocamento, medido a partir de uma posição apropriada, é de no instante e é zero quando . Se a velocidade da partícula é momentaneamente zero quando determine a aceleração e a velocidade quando
Passo 1
Vamos organizar esse monte de informações:
E sabemos também que a aceleração é constante. O que podemos fazer a partir daqui? Vamos escrever as equações da posição e da velocidade:
Passo 2
Vamos começar analisando a função da velocidade. Se fizermos um gráfico sabemos que vamos achar uma reta que satisfaça .
Agora vamos escrever a tangente daquele ângulo :
E igualando as duas expressões:
Mas sabemos que precisa ser um número negativo e que é positivo, então:
Beleza, já temos nosso primeiro resultado.
Outra coisa que podemos extrair do gráfico é a seguinte igualdade:
Passo 3
Vamos pegar a equação da posição:
E substituindo o nossos resultados de cima e também usando :
Além disso, sabemos que
Então:
Pronto, encontramos a velocidade em .
Passo 4
Em seguida queremos encontrar a aceleração:
Pronto!
Resposta
A velocidade é e .