Explicação:
Vamos tirar os elementos que queremos da equação.
a)
Fórmula do MUV:
V=Vo+a.t
Vamos para o que ele quer na questão!
V=10+3t
Velocidade inicial = 10.
b)
A aceleração
V=10+3t
Aceleração média = 3
c)
Substituindo na equação, para T=5s e t=10s, teremos a velocidade final:
V=10+3.5
V=25
Para T= 10s teremos:
V=10+3.10
V= 40.
D: O movimento é acelerado, pois a velocidade inicial é positiva, ou seja v > 0.
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S O móvel parte de uma posição inicial S0 no instante t = 0; Num instante posterior qualquer t, ele estará na posição final S. Demonstração: Partindo da definição da velocidade média, temos: Aplicando as definições descritas acima, vemos que: Simplificando a expressão: Isolando a posição final: Portanto, a Função Horária do M.R.U. é dada por: Em que: S é a posição ou espaço final; S0 é a posição ou espaço final; v é a velocidade; t é o tempo. S = S0 + vt 20 Exercícios 1. Um ponto material movimenta-se sobre uma trajetó- ria retilínea segundo a função horária S = 10 + 2t (no SI). Pedem-se: a) Sua posição inicial b) Sua velocidade c) Sua posição no instante 3 s d) O espaço percorrido no fim de 6 s e) O instante em que o ponto material passa pela posição 36 m 2. Um corpo obedece a equação S = 20 - 5t, em unidades do sistema internacional. Determine: a) O espaço inicial. b) A velocidade do corpo. c) A posição quando o tempo é 6 s. d) O instante em que o móvel passa pela origem das posições. e) O tipo de movimento. 3. A tabela representa as posições ocupadas por um ponto material em função do tempo. O ponto material realiza um movimento retilíneo e uniforme. a) Escreva a função horária das posições do movimento dessa partícula. b) Qual a posição desse ponto material no instante 50 s? c) Em que instante ele passa pela posição 200 m? 4. A equação horária para o movimento de uma partícula é S(t) = 15 – 2t, onde S é dado em metros e t em segundos. Calcule o tempo, em s, para que a partícula per- corra uma distância que é o dobro da distância da partícula à origem no instante t = 0 s. 5. Um ciclista A está com velocidade constante Va = 36km/h, um outro ciclista B o persegue com velocidade constante Vb = 38km/h. Num certo instante, a distância que os separa é de 80m. A partir desse instante, quanto tempo o ciclista B levará para alcançar o ciclista A? 21 6. Um móvel desloca-se com movimento retilíneo segundo a lei horária S = 20 + 8t (no SI). Determine: a) A posição inicial do móvel b) Sua velocidade c) Sua posição quando t = 5s d) O espaço percorrido no fim de 10s e) O instante em que o ponto material passa pela posição 56m 7. A função horária dos espaços de um móvel é S = 5 + 3t . Considere S em metros e t em segundos. Determine: a) O espaço inicial e a velocidade do móvel. b) O espaço do móvel no instante t = 10 s. c) O tipo de movimento. 8. Na sequência vê-se uma tabela que representa um M.R.U. de uma partícula em função do tempo. a) Determine a função horária das posições do movimento dessa partícula. b) Qual a posição desse ponto material no instante 72s? c) Em que instante ele passa pela posição 99m? 9. Ao longo de uma pista de corrida de automóveis existem cinco postos de observa- ção onde são registrados os instantes em que por eles passa um carro em treina- mento. A distância entre dois postos consecutivos é de 500m. Durante um treino registraram-se os tempos indicados na tabela. a) Determine a velocidade média desenvolvida pelo carro, no trecho compreendi- do entre os postos 2 e 4. b) É possível afirmar que o movimento do carro é uniforme? Justifique a resposta. 10. Uma partícula descreve um movimento retilíneo uniforme, segundo um referencial inercial. A equação horária da posição, com dados no S.I., é S = – 2 + 5t. Neste caso podemos afirmar que a velocidade escalar da partícula é: a) – 2m/s e o movimento é retrógrado. b) – 2m/s e o movimento é progressivo. c) 5m/s e o movimento é progressivo d) 5m/s e o movimento é retrógrado. e) – 2,5m/s e o movimento é retrógrado. 22 11. Dois motociclistas A e B percorrem uma mesma pista retilínea representada pelo eixo orientado. No início da contagem dos tempos suas posições são A = 10 m e B = 80 m. Ambos percorrem a pista no sentido positivo do eixo com velocidades constantes, sendo VA = 30 m/s e VB = 20 m/s. Pede-se o instante em que A alcança B. 12. Dois pontos materiais em sentidos opostos executando M.R.U. Suas velocidades são 10m/s e 15m/s. Sabendo que no princípio do experimento eles estavam a 200m de distância um do outro, determine o instante da colisão. 23 Capítulo 4 Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V.) O Movimento Uniformemente Variado é o movimento no qual a velocidade escalar varia uniformemente no decorrer do tempo. O movimento caracteriza-se por haver uma aceleração diferente de zero e constante. Você já pensou o que acontece com a velocidade de um paraquedista quando ele salta sem abrir o paraquedas? Desprezando a resistência do ar, a força que atua sobre o paraquedista é a for- ça peso. A força peso vai acelerar o paraquedista de forma que a sua velocidade au- mentará de 9,8m/s em cada segundo. O paraquedista terá uma aceleração de 9,8m/s2, que é constante para corpos próximos à superfície da Terra e é denominada acelera- ção da gravidade. O movimento do paraquedista apresenta trajetória retilínea e aceleração cons- tante; este tipo de movimento é denominado Movimento Uniformemente Variado. No Movimento Uniformemente Variado a aceleração é constante em qualquer instan- te ou intervalo de tempo. Este movimento também é acelerado porque o valor absoluto da velocidade do paraquedista aumenta no decorrer do tempo (0,0m/s, 9,8m/s, 19,6m/s, 29,4m/s). Observação: Quando o paraquedas é acionado (V = 29,4m/s), o movimento passa a ser uniforme porque a força peso é equilibrada pela força de resistência do ar. 24 Vamos analisar agora o que acontece quando um carro está sendo freado. Quando um carro está com uma velocidade de 20m/s e freia até parar, como varia a sua velocidade? Sua velocidade inicial pode diminuir de 5m/s em cada segundo. Isto significa que em 1s a sua velocidade passa de 20,0m/s para 15,0m/s; decorrido mais 1s a velo- cidade diminui para 10,0m/s e assim sucessivamente até parar. Neste caso o movimento é uniformemente variado e é retardado, porque o va- lor absoluto da velocidade diminui no decorrer do tempo (20,0m/s, 15,0m/s, 10,0m/s, 5,0m/s, 0,0m/s). A aceleração é constante e igual a – 5m/s2 (o sinal negativo indica que a veloci- dade está diminuindo). Agora que você já entendeu os conceitos, entenda as fórmulas: Equação Horária da Velocidade A velocidade no Movimento Uniformemente Variado varia de maneira unifor- me (Mesma variação de velocidade em uma mesma unidade de tempo) como pode ser visto em MUV. A função ou equação horária da velocidade que determina como isto ocorre em função do tempo, será vista agora. Ela é dada por: 25 Equação Horária das posições Função da posição ocupada por um móvel em relação ao tempo no MU. Ela permite obter a posição s do ponto material para cada instante t. Os termos v e s0 são constantes. Onde, S = posição final; S0 = posição inicial; V0 = velocidade inicial em dado instante t; a = aceleração em dado instante t. Equação de Torricelli