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

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Enunciado

Um ponto material em MRU obedece à função horária dos espaços S = 30   –   3 t , com unidades expressas no Sistema Internacional de Unidades (SI). Determine para o ponto material:

a) O espaço inicial.

b) A velocidade escalar instantânea.

c) O espaço após 5   s .

d) O deslocamento escalar após 7   s .

e) O instante em que passa pela origem dos espaços.

Passo 1

Bora continuar ?!

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

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

S 0   = 30   –   3 0

S 0   =   30   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 30   –   3 t d t

Como é uma subtração, vamos separar cada termo:

d x d t = d 30 d t - d 3 t d t

O termo 3 é constante, ou seja, ele pode sair da derivada:

v = d 30 d t - 3 d t d t

Vamos resolver cada um separadamente? O termo 30   é constante então sua derivada é zero:

d 30 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 = 0 - 3 1

v = - 3   m / s

Esse menos aí indica que a velocidade é contrária em relação ao sentido que consideramos positivo!!

Passo 3

Na letra (c) queremos o espaço após 5   s , então vamos só substituir, ok?

S 5   =   30   –   3 ⋅ 5

S 5   =   15   m

Essa foi tranquilinha, não foi?

Passo 4

Bom galerinha, a letra (d) pede o deslocamente escalar após 7   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 7 - S 0

O S 7 é a posição do ponto material quando t = 7 s . Para calcular isso, vamos colocar na equação do enunciado

S = 30 - 3 ⋅ t

Em t = 7 s

S 7 = 30   –   3 × 7

S 7 = 9 m

Substituindo no nosso S T o t a l

S t o t a l = S 7 - S 0

S t o t a l = 9   m - 30   m

S t o t a l = - 21   m

A mesma observação do Passo 1 vale para o deslocamento total, ok?

Passo 5

E para finalizar, a letra (e) pede o instante em que a partícula passa pela posição S = 0 m !

Faremos a mesma coisa, substituir na função horária:

0 = 30   –   3 t

O termo 3 t passa para o outro lado com sinal oposto:

3 t = 30

Agora o 3 passa para o outro lado dividindo:

t = 30 3

t = 10   s

Legal, não foi?!

Resposta

  1. S 0   =   30   m
  2. v = - 3   m / s
  3. S 5   =   15   m
  4. S t o t a l = - 21   m
  5. t = 10   s