Física Múltipla Escolha

Um automóvel está se movendo de acordo com a função da velocidade v(t) = 0,02t², com unidades no SI. A função que define a sua posição em função do tempo é a:

Um automóvel está se movendo de acordo com a função da velocidade v(t) = 0,02t², com unidades no SI. A função que define a sua posição em função do tempo é a:

  1. 0,01 (t² – t₀)
  2. 0,02 (t² – t₀)
  3. 0,01(t – t₀)
  4. 0,02(t – t₀)
  5. 0,02t²/2

Resolução completa

Explicação passo a passo

A
Alternativa A

Análise da Questão

Esta questão envolve Cinemática, especificamente a relação entre velocidade e posição em um movimento variado.

1. Identificação da Função de Velocidade
Embora o texto pequeno diga "$v(t) = 0,02$", a equação principal exibida na figura é claramente:
v(t) = 0,02t
A presença de termos com t^2 nas alternativas (A e B) confirma que a velocidade depende do tempo, caracterizando um Movimento Uniformemente Variado (MUV). Se a velocidade fosse constante ($0,02$), as respostas seriam lineares (como C ou D).

2. Relação Matemática entre Velocidade e Posição
Para obter a função posição S(t) a partir da função velocidade v(t), devemos realizar a integração da velocidade em relação ao tempo. A regra básica de integração para potências é:
\int t^n \, dt = \frac{t^{n+1}}{n+1}

Aplicando isso à nossa função:
S(t) = \int 0,02t \, dt
S(t) = 0,02 \cdot \frac{t^2}{2} + C
S(t) = 0,01t^2 + C

3. Interpretação das Alternativas
As alternativas apresentam expressões como (t^2 - t_0^2). Isso indica que a questão pede o cálculo do deslocamento escalar (\Delta S) entre um instante inicial t_0 e um instante final t, ou considera a variação da posição.

Calculando a variação de posição:
\Delta S = S(t) - S(t_0)
\Delta S = (0,01t^2) - (0,01t_0^2)
Fatorando o $0,01$:
\Delta S = 0,01(t^2 - t_0^2)

Comparativo com as Opções:

OpçãoExpressãoCorrespondência Física
A$0,01 (t^2 - t_0^2)$Correta. Resultado da integral de v=0,02t.
B$0,02 (t^2 - t_0^2)$Errada. O coeficiente deveria ser metade de $0,02$.
C$0,01(t - t_0)$Errada. Seria para velocidade constante v=0,01.
D$0,02(t - t_0)$Errada. Seria para velocidade constante v=0,02.
E$0,02t^2/2$Equivalente a $0,01t^2$, mas a forma fatorada da opção A é mais precisa considerando o intervalo t_0.

Conclusão

A função que define a posição (ou deslocamento) é obtida integrando a velocidade $0,02t$, resultando em $0,01t^2$. Considerando o intervalo de tempo entre t_0 e t, obtemos $0,01(t^2 - t_0^2)$.

Alternativa A

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