Uma partícula se move com velocidade constante em uma trajetória circular. Os vetores velocidade instantânea e aceleração instantânea (0,2 pontos)
(a) são ambos tangentes à trajetória.
(b) são ambos perpendiculares à trajetória.
© são mutuamente perpendiculares.
(d) têm sentidos opostos.
(e) Nenhuma das respostas acima.

Passo 1

Vamos entender o que está sendo pedido. O problema fala sobre uma partícula que se move com velocidade constante em uma trajetória circular. Queremos saber como estão relacionados os vetores de velocidade instantânea e aceleração instantânea dessa partícula. Para resolver isso, vamos lembrar dos conceitos de movimento circular uniforme, vetor velocidade e vetor aceleração.

Passo 2

No movimento circular uniforme, mesmo que a velocidade magnitude (ou seja, o tamanho) da partícula seja constante, a direção da velocidade está sempre mudando para manter o movimento circular. Isso significa que o vetor velocidade instantânea está sempre tangente à trajetória do movimento circular.

Passo 3

A aceleração nesse tipo de movimento é chamada de aceleração centrípeta. Ela é responsável por mudar a direção da velocidade, mantendo a partícula na trajetória circular. A aceleração centrípeta sempre aponta para o centro do círculo, ou seja, está perpendicular à trajetória.

Passo 4

Agora, vamos relacionar os dois vetores:
  • O vetor velocidade é tangente à trajetória.
  • O vetor aceleração é perpendicular à trajetória.
Portanto, os vetores velocidade e aceleração estão mutuamente perpendiculares, ou seja, formam um ângulo de 90 graus entre si.

Resposta

A alternativa correta é a letra c) são mutuamente perpendiculares.

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