2013 elder ita ime mecanica resolucoes

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Física 1 – ITA/IME

31. (MEER-2011) A passagem de um carro de fórmula 1 por uma reta é filmada durante 8 segundos. Observa-se na filmagem que: I) durante o terceiro segundo de filmagem o carro percorreu 36 metros. II) durante o quinto segundo de filmagem o carro percorreu 48 metros. Considerando o movimento do carro uniformemente variado, calcule: a) A velocidade do carro no instante inicial da filmagem; b) A velocidade do carro no instante final da filmagem; c) A distância percorrida pelo carro durante os 8 segundos de filmagem. RESOLUÇÃO: Dados:

t0  0 s

t8  8 s

2 s a 3 s : S  36 m

4 s a 5 s : S  48 m

A função horária da posição para o M.U.V. durante o terceiro segundo de filmagem (2 s a 3 s) fica:

a 1 1 S  v 0  t   aT  t 2  36  v 2  (3  2)   aT  (3  2)2  v 2  36  T 2 2 2

(1)

fazendo o mesmo durante o quinto segundo de filmagem (4 s a 5 s):

a 1 1 S  v 0  t   aT  t 2  48  v 4  (5  4)   aT  (5  4)2  v 4  48  T 2 2 2

(2)

montando a função horária da velocidade para o M.U.V. de 2 s a 4 s, substituindo as equações (1) e (2) e levando em conta que o movimento é retilíneo (aT = a): v  v 0  aT  t  v 4  v 2  a  (4  2)  48 

a a m  36   2  a  a  6 2 2 2 s

substituindo o valor da aceleração na equação (1):

v 2  36  a)

6 m  v 2  33 2 s

No intervalo de 0 a 2 s a função horária da velocidade fica:

v  v 0  aT  t

b)

m s

 v 8  33  6  (8  2) 

v 8  69

m s

No intervalo de 0 a 8 s a função horária da posição fica:

S  v 0  t 

Elder

v 0  21

Fazendo o mesmo no intervalo de 2 s a 8 s:

v  v 0  aT  t

c)

 33  v 0  6  (2  0) 

1 1  aT  t 2  S  21 (8  0)   6  (8  0)2  2 2

S  360 m

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