No início da contagem do tempo um móvel encontra-se 10 km à esquerda de uma cidade “A”, considerada a posição de origem da estrada, com velocidade escalar constante de 54 km/h com sentido para a direita, numa trajetória retilínea. Determine: a) a equação horária do movimento; b) a posição do móvel em t=2,5 h; c) o instante em que passa pela cidade “A”; d) o instante em que a sua posição vale x= 98 km.
a) A equação horária do movimento é dada pela seguinte fórmula:
x = x0 + vt
onde:
x é a posição final do móvel
x0 é a posição inicial do móvel
v é a velocidade escalar do móvel
t é o tempo decorrido
No caso em questão, a posição inicial do móvel é x0 = -10 km (10 km à esquerda de A), a velocidade é v = 54 km/h e o tempo decorrido é t.
Substituindo esses valores na equação, temos:
x = (-10 km) + (54 km/h)t
Essa é a equação horária do movimento do móvel.
b) Para calcular a posição do móvel em t=2,5 h, basta substituir esse valor de t na equação horária do movimento. Como 1 h = 60 min, 2,5 h = 2,5 * 60 min = 150 min. Como 1 km = 1000 m, então 54 km/h = 54 * 1000 m/h = 54000 m/h. Portanto, t = 2,5 h = 150 min = 150 * 60 s = 9000 s. Substituindo esses valores na equação, temos:
x = (-10 km) + (54 km/h)t
= (-10 km) + (54000 m/h) (9000 s)
= (-10 km) + (486000000 m)
= 486000000 m - 10000 m
= 476000000 m
= 476 km
Portanto, a posição do móvel em t=2,5 h é x = 476 km.
c) Para calcular o instante em que o móvel passa pela cidade "A", basta resolver a equação horária do movimento para x = 0 km.
x = (-10 km) + (54 km/h)t
= 0 km
(-10 km) + (54 km/h)t = 0 km
(54 km/h)t = 10 km
t = 10 km / (54 km/h)
= (10 * 1 h) / 54 km
= 0,185 h
= 11,1 min
Portanto, o móvel passa pela cidade "A" após 11,1 minutos.
d) Para calcular o instante em que a posição do móvel vale x = 98 km, basta resolver a equação horária do movimento para esse valor de x.
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Resposta:
a) A equação horária do movimento é dada pela seguinte fórmula:
x = x0 + vt
onde:
x é a posição final do móvel
x0 é a posição inicial do móvel
v é a velocidade escalar do móvel
t é o tempo decorrido
No caso em questão, a posição inicial do móvel é x0 = -10 km (10 km à esquerda de A), a velocidade é v = 54 km/h e o tempo decorrido é t.
Substituindo esses valores na equação, temos:
x = (-10 km) + (54 km/h)t
Essa é a equação horária do movimento do móvel.
b) Para calcular a posição do móvel em t=2,5 h, basta substituir esse valor de t na equação horária do movimento. Como 1 h = 60 min, 2,5 h = 2,5 * 60 min = 150 min. Como 1 km = 1000 m, então 54 km/h = 54 * 1000 m/h = 54000 m/h. Portanto, t = 2,5 h = 150 min = 150 * 60 s = 9000 s. Substituindo esses valores na equação, temos:
x = (-10 km) + (54 km/h)t
= (-10 km) + (54000 m/h) (9000 s)
= (-10 km) + (486000000 m)
= 486000000 m - 10000 m
= 476000000 m
= 476 km
Portanto, a posição do móvel em t=2,5 h é x = 476 km.
c) Para calcular o instante em que o móvel passa pela cidade "A", basta resolver a equação horária do movimento para x = 0 km.
x = (-10 km) + (54 km/h)t
= 0 km
(-10 km) + (54 km/h)t = 0 km
(54 km/h)t = 10 km
t = 10 km / (54 km/h)
= (10 * 1 h) / 54 km
= 0,185 h
= 11,1 min
Portanto, o móvel passa pela cidade "A" após 11,1 minutos.
d) Para calcular o instante em que a posição do móvel vale x = 98 km, basta resolver a equação horária do movimento para esse valor de x.
x = (-10 km) + (54 km/h)t
= 98 km
(-10 km) + (54 km/h)t = 98 km
(54 km/h)t = 108 km
t = 108 km / (54 km/h)
= (108 * 1 h) / 54 km
= 2 h
Portanto, o móvel atinge a posição x = 2 horas.