Cinemática: MU e MUV
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Cinemática: MU e MUV
68. Uma locomotiva parte de uma estação A e para em uma estação B distante 1200 m de A. O máximo módulo de aceleração que ela consegue manter é 3 m/s^2, tanto na fase de aceleração quanto de retardamento. Sabendo que é proibido trafegar nessa região com velocidade superior a 30 m/s, calcule o mínimo intervalo de tempo possível para ir de A a B, sem problemas com a fiscalização. Calcule também o tempo mínimo sem limitação de velocidade.
Observação: Não use nenhum gráfico ou resolução geométrica.
a) Tempo mínimo com limitação de velocidade
b) Sem limitação de velocidade
Observação: Não use nenhum gráfico ou resolução geométrica.
a) Tempo mínimo com limitação de velocidade
- Spoiler:
Utilizando Fórmula da velocidade média
(V1 + V2)/2 = Delta S/Delta T
(0 + 30)/2 = Delta S/10
15 = Delta S/10
Delta S = 150 m
Na aceleração (nos 10 primeiros segundos), houve um avanço de 150 metros.
Utilizando Fórmula da Função Horária
S = S0 + v*t
1200 = 150 + 30t
1050 = 30t
t = 1050/30
t = 35
t = t1 + t2 = 10 + 35 = 45 s
b) Sem limitação de velocidade
- Spoiler:
Utilizando Formula da Função Horária no MUV
S = S0 + V0*t + (a*t^2)/2
1200 = 0 + 0t + (3*t^2)/2
1200 = 1,5t^2
t^2 = 1200/1,5
t^2 = 800
t = 40 s
VitorFernandes13- Iniciante
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Localização : Catalão - Goiás/Brasil
Re: Cinemática: MU e MUV
Olá, Vitor.
Letra A:
São gastos 10 segundos acelerando e 10 segundos freando.
Nesse período, a distância percorrida é:
\\ (V_f)^2 = (V_0)^2 + 2 \cdot a \cdot s \therefore 900 = 0^2 + 2 \cdot 3 \cdot s \therefore s = 150m
mais
\\ (V_f)^2 = (V_0)^2 + 2 \cdot a \cdot s \therefore 0^2 = 900 + 2 \cdot (-3) \cdot s \therefore s = 150m
Assim, durante o período com velocidade uniforme são gastos
\\ d = v \cdot t \therefore 900 = 30 \cdot t \therefore t = 30s
Tempo total: 50s
Letra B:
* Obs.: \sqrt{800} = 20\sqrt2 *
Seja t' o tempo gasto acelerando. Esse mesmo tempo é gasto freando. Assim, o tempo total gasto é 2t' .
No período em que está acelerando:
\\ v_f = v_0 + a \cdot t \Leftrightarrow v_f = 3t' .
Aplicando Torricelli:
\\ (3t')^2 = 0^2 + 2 \cdot 3 \cdot d_1 \therefore d_1 = \frac{3t'^2}{2}
No período em que está freando:
\\ v_f = v_0 + a \cdot t \Leftrightarrow v_f = 0
Aplicando Torricelli:
\\ 0^2 = (3t')^2 + 2 \cdot (-3) \cdot d_2 \therefore d_2 = \frac{3t'^2}{2}
*Só coloquei as contas para mostrar o processo; tenha em mente que a distância percorrida acelerando é sempre a mesma distância percorrida quando desacelerando*
A soma das distâncias vale 1200m. Assim:
3t'^2 = 1200 \Leftrightarrow t' = 20s
Logo, o tempo total gasto foi 2t' = 40s
Att.,
Pedro
Letra A:
São gastos 10 segundos acelerando e 10 segundos freando.
Nesse período, a distância percorrida é:
mais
Assim, durante o período com velocidade uniforme são gastos
Tempo total:
Letra B:
* Obs.:
Seja
No período em que está acelerando:
Aplicando Torricelli:
No período em que está freando:
Aplicando Torricelli:
*Só coloquei as contas para mostrar o processo; tenha em mente que a distância percorrida acelerando é sempre a mesma distância percorrida quando desacelerando*
A soma das distâncias vale 1200m. Assim:
Logo, o tempo total gasto foi
Att.,
Pedro
PedroCunha- Monitor
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Localização : Viçosa, MG, Brasil
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