Um trem se desloca com velocidade constante de
em relação ao solo. Um observador no solo vê um objeto parado dentro do trem.
a) Como seria o gráfico posição
tempo no intervalo de 4 s do objeto em:
i) relação ao trem?
ii) relação ao solo?
Faça os dois gráficos.
a) Como seria o gráfico posição
i) relação ao trem?
ii) relação ao solo?
Passo 1
O enunciado pede pra gente desenhar o gráfico posição×tempo de um objeto parado dentro de um trem que se desloca a 30 m/s em relação ao solo, tomando um intervalo de 4 s. O conteúdo é cinemática (MRU) e movimento relativo. Vamos usar a equação da posição em MRU,
.
Passo 2
No referencial do trem, o objeto está em repouso, ou seja, sua velocidade relativa ao trem é zero. Assim, escolhendo a origem onde o objeto está em
, em qualquer instante
temos
Ou seja, a posição é constante e o gráfico é uma reta horizontal em
durante os 4 s.
Passo 3
No referencial do solo, o trem e o objeto se movem juntos a 30 m/s. Aplicando a fórmula do MRU:
Se tomarmos
em
, fica
Esse gráfico é uma reta que passa na origem com inclinação 30 m/s, chegando a
m após 4 s.
Resposta
Gráfico no referencial do trem: reta horizontal em
(objeto parado). Gráfico no referencial do solo: reta inclinada com equação
, passando na origem e atingindo 120 m em 4 s.