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sábado, 19 de maio de 2012

Exercícios especiais

Viagem curta
x
Borges e Nicolau

Um motorista dirige para o sul a 20 m/s durante 3 minutos, entâo dobra para o oeste e viaja durante 2 minutos a 25 m/s; finalmente, dirige-se para o noroeste a 30 m/s por 1,0 min. Para essa viagem de 6 minutos, determine:

a) o deslocamento escalar;
b) o módulo do vetor deslocamento;
c) a velocidade escalar média;
d) o módulo da velocidade vetorial média.

Resolução:


No trecho 1, entre (1) e (2)
v = 20 m/s; Δt = 3 min = 180 s. De v = Δs/Δt, vem: Δs = 20.180 (m) = 3600 m 
No trecho 2, entre (2) e (3)
v = 25 m/s; Δt = 2 min = 120 s. De v = Δs/Δt, vem: Δs = 25.120 (m) = 3000 m 
No trecho 3, entre (3) e (4)
v = 30 m/s; Δt = 1 min = 60 s. De v = Δs/Δt, vem: Δs = 30.60 (m) = 1800 m

a)
Deslocamento escalar (ou variação de espaço) Δs é a soma das variações de espaço.
Δs = (3600 + 3000 + 1800) m => Δs = 8400 m

b)
Módulo do vetor deslocamento (d)
O vetor deslocamento (d) tem origem no ponto de partida e extremidade no ponto de chegada. Para calcular seu módulo precisamos saber a medida do lado do quadrado sombreado, cuja diagonal mede 1800 m.
Lembrete: a diagonal (di) do quadrado é igual ao produto do lado pela raiz
de 2 (di = L.√2).


Adotando 2 = 1,41, obtemos L = 1800/1,41 ≅ 1276 m.


Aplicando o teorema de Pitágoras no triângulo retângulo sombreado obtemos o módulo d do vetor deslocamento d:
d2 = (2324)2 + (4276)2 => d2 = 5400976 + 18284176 =>
d = (23685152)
d = 4866,73 => d 4867 m

c)
Velocidade escalar média (vm)
vm = Δs/Δt => vm = 8400/360 => vm = 23,3 m/s

c)
Módulo da velocidade vetorial média (vvm)
vvm = IdI/Δt => vvm = 4867/360 => vvm = 13,5 m/s

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