Question
16) Um ponto material obedece a função horária: s=-30+5,t+5,t2(m,s),tgeqslant 0 Determine: a) o instante em que passa pela origem; b) a função horária da velocidade escalar; c) o instante em que muda de sentido.
Solution
4.3
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Quitéria
Mestre · Tutor por 5 anos
Resposta
Vamos resolver cada parte da questão:### a) O instante em que passa pela origemPara determinar o instante em que o ponto passa pela origem, precisamos encontrar o valor de
para o qual \( s(t) = 0 \).A função horária é dada por:
Igualamos a função a zero e resolvemos a equação:
Multiplicamos toda a equação por -1 para torná-la mais fácil de resolver:
Reescrevemos a equação:
Dividimos toda a equação por 5:
Resolvemos a equação quadrática usando a fórmula de Bhaskara:
Onde
,
e
:
Isso nos dá duas soluções:
Como
, o instante em que o ponto passa pela origem é:
### b) A função horária da velocidade escalarA velocidade é a derivada da posição em relação ao tempo:
Derivamos a função horária da posição:
### c) O instante em que muda de sentidoPara determinar o instante em que a velocidade muda de sentido, precisamos encontrar o valor de
para o qual \( v(t) = 0 \).A função horária da velocidade é:
Igualamos a velocidade a zero e resolvemos a equação:
Como
, não há solução para
. Portanto, a velocidade nunca muda de sentido para
.### Resumoa) O instante em que o ponto passa pela origem é
.b) A função horária da velocidade é \( v(t) = 5 + 10t \).c) O instante em que a velocidade muda de sentido não existe para
.