Aceleração em função do tempo [a = f(t)]
A aceleração em todo o percurso tem sempre o mesmo valor.
a = f(t) = constante ≠ 0
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EXERCÍCIOS RESOLVIDOS
4. Um ciclista desloca-se numa trajetória retilínea segundo a função horária s = - 24 - 5t + t2 (no SI).
a) Qual o tipo de movimento executado pelo ciclista: uniforme ou uniformemente variado?
b) Quais os valores da posição inicial, da velocidade inicial e da aceleração do ciclista?
c) Determine a função horária da velocidade do ciclista.
d) Calcule o instante em que o ciclista passa pela origem das posições da trajetória.
Resolução
a) A função horária s = - 24 - 5t + t2 é uma função polinomial do 2º grau, portanto o movimento é uniformemente variado.
b) s0 = -24 m, v0 = -5 m/s, 1/2 a = 1, logo a = 2 m/s2
c) v = v0 + at ⇒ v = - 5 + 2t
d) Na origem das posições, s = 0 ⇒ 0 = - 24 - 5t + t2 ⇒ t = 8 s ou t = -3 s (não serve)
Portanto, o ciclista passa pela origem das posições no instante 8 s.
5. Um automóvel está parado diante de um semáforo. Imediatamente após o sinal abrir, um caminhão ultrapassa esse automóvel, com velocidade constante de 20 m/s. Nesse exato instante, o motorista do automóvel parte com aceleração de 4 m/s2 em direção ao caminhão.
a) Após quanto tempo o automóvel alcançará o caminhão?
b) Quantos metros terá percorrido o automóvel até alcançar o caminhão?
Resolução
a) As funções horárias do movimento são:
- automóvel (MUV): sA = s0A + v0A t + 1/2 aA t2 ⇒ sA = 0 + 0 + 1/2 ∙ 4 ∙ t2 ⇒ sA = 2t2
- caminhão (MU): sC = s0C + vCt ⇒ sC = 0 + 20t ⇒ sC = 20t
No momento em que o automóvel alcança o caminhão, ambos ocupam a mesma posição no espaço: sA = sC ⇒ 2t2 = 20t ⇒ 2t2 - 20t = 0 ⇒ 2t(t - 10) = 0, assim t = 0 (não satisfaz) e t = 10 s.
Então, o automóvel alcança o caminhão no instante 10 s.
b) sA = 2t2 ⇒ sA = 2 ∙ 102 ⇒ sA = 200 m
Portanto, o automóvel percorreu 200 m até alcançar o caminhão.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
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