Exercícios Resolvidos de Movimento Retilíneo Uniforme (MRU) e Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV)

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Enunciado

Uma partícula em MRU move-se segundo a função horária dos espaços: S   =   5   +   2 t com unidades no Sistema Internacional de Unidades (SI). Para essa partícula, determine:

a) O espaço inicial.

b) A velocidade escalar instantânea.

c) O espaço após 10   s .

d) O deslocamento escalar após 10   s .

e) O instante em que a partícula passa pela posição S   =   45   m .

Passo 1

Bem legal essa ein !!

A letra (a) quer o espaço inicial, ou seja, a posição no tempo t = 0   s ! Como achamos?

Simples, basta substituir na função horária do espaço, bora lá?

S 0   =   5   +   2 0

S 0   =   5   m

Passo 2

Shoow de bola !! Agora a letra (b) quer a velocidade escalar instantânea!!

Quem se lembra da fórmula?

v = d S d t

Então vamos substituir esta função na derivada?

v = d 5   +   2 t d t

Como é uma soma, vamos separar cada termo:

d x d t = d 5 d t + d 2 t d t

O termo 2 é constante, ou seja, ele pode sair da derivada:

v = d 5 d t + 2 d t d t

Vamos resolver cada um separadamente? O termo 5   é constante então sua derivada é zero:

d 5 d t = 0

Na segunda derivada, o expoente passa multiplicando e subtraímos uma unidade no expoente:

d t d t = 1 t 1 - 1 = 1 t 0

Qualquer valor elevado a zero resulta em 1 , não é?

d t d t = 1

Colocando em v :

v = d 5 d t + 2 d t d t

v = 0 + 2 1

v = 2   m / s

Passo 3

Na letra (c) queremos o espaço após 10   s , então vamos só substituir, ok?

S 10   =   5   +   2 10

S 10   =   25   m

Essa foi moleza! haha

Passo 4

Bom galerinha, a letra (d) pede o deslocamente escalar após 10   s , pode até parecer a mesma pergunta que a (c), mas não é!!

O deslocamento é quanto foi percorrido pelo objeto, ou seja, o ponto final que ele estava menos o inicial:

S t o t a l = S 10 - S 0

Substituindo:

S t o t a l = 25   m - 5   m

S t o t a l = 20   m

Quase caímos na pegadinha, não é mesmo?

Passo 5

E para finalizar, a letra (e) pede o instante em que a partícula passa pela posição S   =   45   m !

Faremos a mesma coisa, substituir na função horária:

45   =   5   +   2 t

O termo 5 passa para o outro lado com sinal oposto:

2 t = 45 - 5

2 t = 40

Agora o 2 passa para o outro lado dividindo:

t = 40 2

t = 20   s

Legal, não foi?!

Resposta

  1. S 0   =   5   m
  2. v = 2   m / s
  3. S 10   =   25   m
  4. S t o t a l = 20   m
  5. t = 20   s