Vi uma questão aqui no profes, e ao tentar resolver encontrei o seguinte desfecho (mas a resposta nao coincide com a de outro professor, e penso que posso estar equivocada em meus calculos ou raciocinio).
A questão é a seguinte:
O jamaicano Usain Bolt é conhecido por ser um dos seres humanos mais velozes do planeta. Em uma corrida de 100 m, Bolt atinge uma velocidade média de, aproximadamente, 10 m/s. Uma pessoa comum correndo atinge uma velocidade média de, aproximadamente, 3,5 m/s. Imagine que o professor Ávila decide apostar uma corrida com Bolt. Os dois percorrem uma pista retilínea de um ponto P (partida) até um ponto C (chegada). Para garantir a mínima competição, o professor Ávila tem o direito de iniciar a corrida alguns segundos antes de Bolt, que iniciará seu movimento após o professor Ávila atingir a velocidade máxima de 3,5 m/s, que é mantida constante até o fim do trajeto. Em um determinado momento, quando Bolt já iniciou seu movimento e atingiu a velocidade de 10 m/s, as posições dos dois corredores é mostrada a seguir:
←3,5m/s² ←10m/s²
Ávila Bolt
110m 84m
QUESTÃO A SER RESOLVIDA:
Determine o tempo em segundos, que leva até que Bolt encontre Ávila.
Dai pensei: quanto tempo o professor Ávila levou para percorrer os 110 metros iniciais até atingir a velocidade de 3,5 m/s?
Então: (eq. da velocidade media)
v = Δs/Δt
Como sabemos que a velocidade inicial do professor Ávila era zero, temos:
3,5 = 110/Δt
Δt = 110/3,5
Δt ≈ 31,4 segundos
Então, o professor Ávila leva aproximadamente 31,4 segundos para atingir a velocidade de 3,5 m/s.
Em seguida, precisaria descobrir a posição final do professor Ávila quando Bolt o alcança.
Como sabemos que a velocidade de Bolt é constante, podemos utilizar a equação do movimento uniforme:
s = s0 + vt
Para o professor Ávila, temos:
sÁvila = 110 + 3,5(t - 31,4)
E para Bolt, temos:
sBolt = 84 + 10t
nesse sentido, para achar onde os dois se encontram, ou seja, o momento onde suas posições são iguais, preciso que:
sÁvila = sBolt
110 + 3,5(t - 31,4) = 84 + 10t
ou seja:
3,5t - 101,5 = 10t - 84
6,5t = 17,5
t ≈ 2,7 segundos
Nesse caso, Bolt levaria aproximadamente 2,7 segundos para alcançar o professor Ávila. (o que entra em contradicao com a resposta final de 4seg do professor especialista)
Onde estou errando?
Obrigada.
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Olá, Amanda.
O exercício mostra a situação quando os corredores já estão com suas velocidades constantes e máximas para cada corredor.
VÁvila = 3,5 m/s
VBolt = 10,0 m/s
-------------------A110 ---------------------------------------
---------B84 --------------------------------------------------
Considerando Bolt como o referêncial (S=0)
Assim, as equações do espaço são:
Ávila: Sa = 26 + 3,5t
Bolt : Sb = 0 + 10t
Ai basta iualar as equações: Sa = Sb ==> 26 + 3,5t = 10t==> 26 = 6,5t ==> t =26/6,5 ==> t = 4,0 s
Seu erro: Você diz "como sabemos que a velocidade inicial de Ávila é zero..." e ai usa a fórmula da velocidade média, mas deveria ter usado a função da velocidade (V=Vo +a.t) ou a equação de Torricelli, pois se saiu do zero e chegou a 3,5 m/s, houve aceleração, ok? e deveria ter feito o mesmo para Bolt.
Mas o problema não dá as acelerações dos competidores, nem os tempos que demoraram para atingir as velocidades máximas de cada um. Por isso, o problema é facilitado ao dizer as posições que eles se encontram quando atingem as velocidades máximas e ficam constantes, beleza?
Se tiver dúvidas, pergunta, me procura, se gostou não esquece de votar, valeu?
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