Um cinegrafista está em uma picape que se move para oeste a enquanto filma um guepardo que também está se movendo para oeste mais depressa que a picape. De repente, o guepardo pára, dá meia-volta e passa a correr a para leste, de acordo com a estimativa de um mebro da equipe, agora nervoso, de pé na margem da estrada, no caminho do guepardo. A mudança de velocidade do animal leva . Quais são o módulo e a orientação da aceleração do animal em relação ao cinegrafista e o módulo e a orientação da aceleração do animal em relação ao membro nervoso da equipe?
Passo 1
O problema quer a aceleração do guepardo um item em relação a um referencial e no outro item em relação a outro referencial. Para calcularmos essa aceleração vamos usar a formula
Pois o enunciado nos fornece o tempo e nos dá algumas velocidades, então precisamos apenas achar a velocidade de acordo com o referencial pedido no item para calcularmos a aceleração em relação aquele referencial.
Passo 2
Queremos a aceleração do guepardo em relação ao cinegrafista que está na picape, assim precisamos saber qual é velocidade inicial do guepardo em relação ao cinegrafista e sua velocidade final em relação ao cinegrafista.
A velocidade inicial o problema fornece ao dizer que a velocidade do guepardo é mais depressa, adotando o sentido oeste como positivo, temos que a velocidade do guepardo em relação ao cinegrafista é .
A velocidade final do guepardo em relação ao cinegrafista, vamos ter que calcular, pois temos apenas a velocidade do cinegrafista em relação a um referencial parado e a velocidade do guepardo em relação a um referencial parado também , negativo, pois o movimento é para leste, sentido negativo.
Agora vamos substituir na equação da velocidade para achar a aceleração do guepardo
Como a velocidade está em e o tempo em segundo, vou passar a velocidade para
Como queremos o módulo, temos que a aceleração do guepardo em relação ao cinegrafista é de .
Passo 3
A aceleração é negativa pois o guepardo passa a mover-se no sentido negativo do movimento, para leste.
Passo 4
Queremos a aceleração do guepardo em relação ao membro da equipe que está parado na estrada, assim precisamos saber qual é velocidade inicial do guepardo em relação ao membro da equipe parado e sua velocidade final em relação ao mesmo membro da equipe.
A velocidade final o problema diz que é de acordo com esse membro da equipe, temos que a velocidade final do guepardo em relação ao membro que é , negativo pois é no sentido de oeste para leste, sentido negativo do movimento.
A velocidade inicial do guepardo em relação ao membro da equipe, vamos ter que calcular, pois temos apenas a velocidade do membro que é zero, já que ele está parado. A velocidade do guepardo em relação a picape é , e a velocidade da picape é de
é a velocidade do guepardo em relação aum referencial parado, que é o membro da equipe na estrada. Assim podemos substituir na fórmula da velocidade em um MRUV
Chegamos na mesma equação do item e por isso sabemos que o módulo da aceleração é
Passo 5
E a orientação da aceleração é no sentido negativo do movimento.
Resposta
Sentido negativo do movimento, de oeste para leste.
Sentido negativo do movimento, de oeste para leste.
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