Física, perguntado por engleff, 9 meses atrás

1-) Uma camioneta tem velocidade de 108 km/h quando é freada com aceleração constante de -4m/s² até parar. Qual foi o deslocamento nos primeiros 10s? Dê o resultado em metros.

2-) A velocidade de um ônibus é de 72km/h. Sabendo-se que seus freios produzem uma aceleração constante de -2m/s², quanto tempo ele levará para parar?

3-) Ao deixar o ponto da parada, um Uber percorre uma reta com aceleração de 5m/s², alcançando uma velocidade de 100m/s. Determine o espaço percorrido por esse Uber.

Soluções para a tarefa

Respondido por josuemartinsvasconce
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As três questões são sobre o tema cinemática, mais especificamente, sobre o movimento uniformemente variado, situações onde existem acelerações com o valor constante durante um intervalo de tempo.

Para a resolução das questões utilizaremos três equações importantes para esse assunto, a função horária da velocidade no movimento uniformemente acelerado ( I ), a função horária da posição ( II ) e a equação de Torricelli ( III ). A primeira é usada quando queremos saber a velocidade em um determinado momento, a segunda é usada em problemas onde o tempo é importante, e a terceira, onde o tempo é desconhecido ou não é necessário para a resolução.

I.     V = Vo + a*t

Onde V é a velocidade final, Vo é a velocidade inicial, a é a aceleração e t é o tempo.

II.    S = So + Vo*t +(a*t²)/2

Onde S é a posição final, So é a posição inicial, Vo é a velocidade inicial, a é a aceleração, t é o tempo.

III.    V² = Vo² + 2*a*ΔS

V é a velocidade final, Vo a velocidade final, a é a aceleração e ΔS é a variação de posição, ou seja, a distância do deslocamento.

(Uma observação: S - So = ΔS)

1) Para começar, precisaremos converter os valores para unidades compatíveis. Como se pede que os resultados estejam no Sistema Internacional, converteremos tudo para o SI.

3,6 km/h = 1 m/s  então:  108 km/h = 30 m/s

(Para converter de km/h para m/s, divida por 3,6)

Já que o tempo é relevante, vamos utilizar a fórmula ( II ). Agora aplicamos os valores a essa fórmula.

S = So + Vo*t + (a*t²)/2

S - So = Vo*t + (a*t²)/2

ΔS = Vo*t + (a*t²)/2

ΔS = (30)*(10) + ((-4)*10²)/2

Apenas calculamos o resultado agora:

ΔS = (300) + ((-4)*100)/2

ΔS = (300) + (-400)/2

ΔS = 300 - 200

ΔS = 100 m

Assim, percebemos que o caminhão se desloca 100 m mesmo após frear por 10 s. Impressionante, não?

2) Como na questão anterior, converteremos a velocidade para m/s.

72 km/h = 20 m/s

Precisamos saber o tempo que demora para parar, ou seja, a velocidade chegar a 0, então aplicamos a fórmula ( I ).

V = Vo + a*t

(0) = (20) + (-2)*t

2*t = 20

t = 20/2

t = 10 s

Pronto. Descobrimos que o ônibus demora 10 s para frear completamente.

3) As velocidades já estão no SI, não precisamos converter. Já que não sabemos quanto tempo o Uber levou para sair do repouso e chegar a essa velocidade, usamos a fórmula ( III ).

V² = Vo² + 2*a*ΔS

(100)² = (0)² + 2*(5)*ΔS

10000 = 10*ΔS

ΔS = 10000/10

ΔS = 1000 m

O Uber percorreu 1000 m até chegar a 100 m/s. Percebemos que apesar da circunstância inusitada do Uber ser uma Ferrari (chegou a 360 km/h!), o motorista não está com pressa.

Dê uma olhada nessas questões sobre o mesmo assunto para continuar aprendendo:

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