Enunciado

Nos Exercícios 31 -34, forneça a função da posição s = f ( t ) de um objeto que se desloca ao longo de um eixo s em função do tempo t. Esboce, em um único gráfico, f e as funções velocidade v ( t ) = d s / d t = f ' ( t ) e aceleração a t = d 2 s / d t 2 = f " ( t ) . Comente o comportamento do objeto em relação aos sinais e valores de v e a, incluindo os seguintes tópicos:

a. Em que instante o objeto está momentaneamente em repouso?

b. Em que instante ele se move para a esquerda (para baixo) ou para a direita (para cima)?

c. Em que instante ele muda de sentido?

d. Em que instante acelera ou desacelera?

e. Em que instante se desloca mais rapidamente (módulo da velocidade mais alto)? E de maneira mais lenta?

f. Em que instante está mais afastado da origem do eixo?

32. v = t 2 - 3 t + 2 ,     0 < t < 5

Passo 1

Inicialmente vamos achar as funções v ( t ) e a t :

v ( t ) = d s / d t = f ' ( t )

v t = 2 t - 3       m / s

e

a t = d 2 s / d t 2 = f " ( t )

a t = d ( d s / d t ) / d t = f " ( t )

a t = d d t ( 2 t - 3 )

a t = 2       m / s 2

Passo 2

Desenhando as funções s ( t ) , v ( t ) e a t vamos ter:

Passo 3

a.

O objeto estará momentaneamente em repouso quando sua velocidade for igual a zero. Podemos usar a função da velocidade para descobrir isso:

0 = 2 t - 3

2 t = 3

t = 3 2

t = 1,5   s

Passo 4

b.

Enquanto sua velocidade for negativa o corpo se move para a esquerda, a partir do momento que a volocidade fica positiva ele troca de sentido e começa a se mover para a direita.

Portanto como podemos observar no gráfico do instante zero até o instante o instante t = 1,5   s , sua velocidade é negativa e a partir disso sua velocidade fica positiva.

Sabemos que é no instante t = 1,5   s , pois calculamos na letra a que é nesse momento que a velocidade é igual a zero.

Passo 5

c.

Como dito na letra b, o objeto troca de sentido no instante t = 1,5   s

Passo 6

d.

Sua aceleração se mantém constante em a t = 2   m / s 2 , ou seja:

O objeto desacelera de 0   s ≤ t ≤ 1,5   s , pois o corpo está indo para a esquerda e perdendo velocidade.

E está acelerando de 1,5   s ≤ t ≤ 5   s , pois o corpo começa a ir para a direita e ganhar velocidade.

Passo 7

e.

Podemos observar no gráfico que a velocidade é máxima no instante t = 5   s

E como calculado na letra a, o instante em que ele está momentaneamente em repouso é t = 1,5   s

Passo 8

f.

Observando o gráfico, verificamos que o instante em que o objeto está mais afastado da origem é no instante t = 5   s .

Resposta

v t = 2 t - 3       m / s

a t = 2       m / s 2

a. t = 1,5   s

b. Para direita: 1,5   s ≤ t ≤ 5   s ; Para esquerda: 0   s ≤ t ≤ 1,5   s

c. t = 1,5   s

d. Desacelera de 0   s ≤ t ≤ 1,5   s ; Acelera de 1,5   s ≤ t ≤ 5   s

e. Máxima: t = 5   s ; Mínima: t = 1,5   s

f. t = 5   s

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

28. Enchendo um balão O volume V= ( 4 / 3 ) π r 3 de um balão esférico muda de acordo com o valor do raio.a. Qual é a taxa (em p é s 3 / p é s é é ) de variação do volume em relação ao raio quando r =
30. Fontes de lava vulcânicas Embora a erupção do Kilauea Iki no Havaí, em novembro de 1959, tenha começado com jorras pela parede da cratera, a atividade ficou depois restrita a uma única abertura no
23. Custo marginal Suponha que o custo em dólares para produzir x máquinas de lavar seja c x = 2000 + 100 x - 0,1 x 2 .a. Determine o custo médio por máquina durante a produção das 100 primeiras máqui
29. Decolagem de um avião Suponha que a distância percorrida por uma aeronave na pista antes da decolagem seja dada por D = 10 9 t 2 , em que D é medido em metros a partir do ponto de partida e t é me
O número de galões de água em um tanque, t minutos após o início de seu esvaziamento, é dado por Q ( t )=200 30-t 2 . A que taxa a água escoará ao final de 10 minutos? Qual é a taxa média de saída da