Suponha-se que a velocidade de uma partícula seja dada pela seguinte função: v = 50-30t + 20t2, onde t é dado em segundos e v em metros por segundo. Com base nessa informação, assinale a alternativa que apresenta a função da posição (x) em função do tempo, sabendo que a posição inicial é zero.
seguinte função: v = 50-30t + 20t2, onde t é dado em
segundos e v em metros por segundo. Com base nessa
informação, assinale a alternativa que apresenta a função da
posição (x) em função do tempo, sabendo que a posição
inicial é zero.
- A)x = 5t - 3t2 + 10/3 t3
- B)x = -30 + 40t
- C)x = 50t - 15t2 + 20/3 t3
- D)x = -30 + 40t + t3/3
- E)x = -15t + 20/3 t2
Resposta:
A alternativa correta é C)
Vamos analisar essa função de velocidade e encontrar a função da posição.
Primeiramente, é importante entender o que a função de velocidade nos diz. Ela nos informa que a partícula está se movendo com uma velocidade que varia com o tempo. A velocidade é dada pela função v = 50 - 30t + 20t², onde t é o tempo em segundos e v é a velocidade em metros por segundo.
Para encontrar a função da posição, precisamos integrar a função de velocidade em relação ao tempo. Isso porque a velocidade é a taxa de variação da posição com o tempo. Em outras palavras, a velocidade é a derivada da posição em relação ao tempo.
Portanto, para encontrar a função da posição, vamos integrar a função de velocidade:
x(t) = ∫v(t)dt = ∫(50 - 30t + 20t²)dt
Para integrar essa expressão, vamos integrar termo a termo:
x(t) = 50t - (30t²)/2 + (20t³)/3 + C
Onde C é a constante de integração.
Como a posição inicial é zero, sabemos que x(0) = 0. Substituindo t = 0 na equação acima, obtemos:
0 = 50(0) - (30(0²))/2 + (20(0³))/3 + C
Portanto, C = 0.
Agora, podemos escrever a função da posição:
x(t) = 50t - 15t² + (20t³)/3
Comparando essa função com as opções, vemos que a alternativa C) é a correta.
Portanto, a resposta certa é x = 50t - 15t² + (20t³)/3.
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