Qual é a descrição da fórmula da função horária do espaço percorrido por um corpo em MRU?

O que é

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Quando observamos um objeto que se movimenta notamos que a sua posição se modifica com o passar do tempo.

Dessa maneira, temos uma fórmula (função) que relaciona matematicamente os espaços s desse objeto com os instantes correspondentes t e chamamos isso de Função Horária do Espaço.

Essa função é utilizada quando a velocidade do móvel é constante, ou seja, seu movimento é uniforme.

A fórmula da função horária do espaço é:

Qual é a descrição da fórmula da função horária do espaço percorrido por um corpo em MRU?

Onde:

S = Espaço Final.
S0= Espaço Inicial.
v = Velocidade do objeto.
t = Tempo

Com essa equação conseguimos saber, em qualquer instante de tempo, a posição S do móvel, mas para isso temos que saber o valor de S0 e a velocidade.

Vejamos o seguinte exemplo:

1) Um caminhão, de 130 m de comprimento tem velocidade escalar constante de 22 m/s. Calcule o tempo gasto para passar uma ponte de 30 m de comprimento.

Temos que a distância total após a passagem total do caminhão foi 130 m (comprim. do caminhão) + 30 m (comprim. da ponte) = 160 m.

E sabemos que a fórmula da função horária do espaço é: S = S0 + v.t

Dessa maneira:

S = 160 ;
S0= 0;
V = 22 m/s;
t = ?

Então:

160 = 0 + 22.t —> 160 = 22t
160 / 22 = t
t = 7,27 s.

O caminhão leva aproximadamente 7,27 s para atravessar a ponte.

Por Augusto Abreu.

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Se um carro trafega com velocidade constante de 70 km/h por uma estrada retilínea, depois de duas horas ele terá percorrido uma trajetória de 140 km. Entretanto, se a velocidade do veículo for variável ao longo do tempo, os cálculos se tornam mais complexos e seguem a função horária da posição

As equações horárias do movimento uniformemente variado (MUV) são necessárias para encontrar a aceleração, velocidade e posição dos corpos. Além disso, são importantes para entender a importância dos freios e dos aceleradores nos automóveis.

Compreenda esse assunto com os exemplos abaixo e veja como as fórmulas podem ser aplicadas em situações cotidianas ou em provas de vestibulares. Vamos lá?

  • Função horária da posição no MUV
  • Fórmula da função horária da posição
  • Função horária da posição no movimento uniforme
  • Quer aprender mais sobre função horária da posição?
  • Veja também:

Para entender a função horária da posição no MUV, em primeira instância, é necessário notar que o movimento uniformemente variado é aquele em que os corpos alteram sua velocidade por meio de uma aceleração constante. Entenda melhor nos tópicos a seguir.

Aceleração

Simbolizada com “a”, a aceleração diz respeito à quantidade de velocidade adicionada ao movimento em um determinado intervalo de tempo, conforme a fórmula a = ΔV/Δt. No sistema internacional de unidades (SI), sua unidade padrão é m/s2.

Por ser uma grandeza vetorial, a direção e o sentido devem ser considerados:

  • quando o vetor aceleração está no mesmo sentido que o vetor velocidade, a tendência é que a velocidade aumente — isso é o que chamamos de movimento acelerado; e
  • se o sentido da aceleração for contrário ao sentido da velocidade, o corpo têm sua velocidade diminuída e tende a parar seu deslocamento — contexto denominado de movimento retardado.

Posição no espaço

Essa grandeza é medida conforme a trajetória definida— a distância do marco 0 é o referencial adotado. Ela é representada pela letra S0  (posição inicial) ou S’ (posição final).

Além do mais, por meio de fórmulas é possível encontrar o valor S(t) que indica a posição do objeto no tempo t do deslocamento.

Tempo

Como prenuncia o nome, diz respeito ao tempo de deslocamento do corpo. O tempo inicial do movimento é marcado por “t0”, e o tempo final é simbolizado por “t’”.
Além disso, pode-se referir a um instante qualquer da trajetória com a letra t. 

Velocidade

É a distância percorrida pelo corpo em uma unidade de tempo. No movimento uniformemente variado, ela ao longo da trajetória. Por isso, existe uma velocidade inicial (V0) e uma velocidade final (V’).

+ Veja também: Velocidade Relativa: conceitos e fórmulas

Fórmula da função horária da posição

A função horária da posição relaciona a posição do corpo no espaço com o tempo de deslocamento. Com isso, permitem encontrar diversas informações sobre a trajetória do corpo. Veja a fórmula.

S = S0 + V0.t  + a.t2/2

Perceba que a equação fornecida anteriormente possui uma grandeza elevada à segunda potência, o que caracteriza uma função do segundo grau. Por isso, o gráfico que a representa é uma parábola.

Conforme os princípios matemáticos, quando o valor de a é positivo, a concavidade da parábola é para cima. Quando esse valor é negativo, o gráfico é côncavo para baixo.

Com essa equação, é possível prever:

  • a posição do móvel em um determinado instante da trajetória, 
  • a velocidade do corpo no início do movimento, 
  • o tempo de deslocamento até uma posição determinada, 
  • a aceleração do objeto.

Veja um exemplo com essa questão sobre função horária da posição que apareceu no vestibular da Universidade do Estado do Rio Grande do Norte (UERN), em 2013:

Seja o gráfico da velocidade em função do tempo de um corpo em movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV) representado abaixo.

Considerando a posição inicial desse movimento igual a 46 m, então a posição do corpo no instante t = 8 s é

a) 54 m
b) 62 m
c) 66 m
d) 74 m

Considera-se que a fórmula da aceleração é a = ΔV/Δt. Conforme o gráfico, em um intervalo de 5s, a velocidade decaiu de 10m/s para 0 m/s, então;

a = ΔV/Δt
a = V – V0 / t – t0
a = 0 – 10 / 5 – 0
a = – 10 /5
a = -2 m/s2

Agora, nota-se que o S0 = 46 m e t=8s, como pede o enunciado. Com essa informação em mãos, pode-se aplicar a fórmula da função horária da posição para o MRU: 

S = S0 + V0.t  + a.t2/2
S = 46 + 10.8 + (-2).82/2
S = 46 + 80 – 82
S = 126 – 64
S = 62 m, como diz a alternativa B.

Função horária da posição no movimento uniforme

Quando um corpo admite uma velocidade constante na trajetória, admite-se que ele é um movimento retilíneo uniforme MRU. Para calcular a função horária da posição nesse caso, basta admitir bons referenciais e aplicar as fórmulas do MRU.

Se Vm = ΔS/Δt, em que ΔS = S – S0 e Δs = t -t0, então:
Vm = (S – S0) / (t -t0)
Vm. (t -t0) = (S – S0)  

Como, em geral t0 = 0 e a velocidade média Vm do movimento uniforme é igual a toda a velocidade V da trajetória admite-se que:

V.t – 0 = S – S0
V.t + S0 = S
S = S0 + V.t  é a função horária da posição no movimento retilíneo uniforme.

Por exemplo, um automóvel parte de Ribeirão Preto no quilômetro 150 km da estrada A, com velocidade de 80 km/h, no sentido em que a quilometragem cresce na trajetória. Em qual quilômetro da estrada A ele se encontrará daqui 2 horas e meia?

Nota-se que:
S0 = 150 km
S = ?
V = 80 km/h
t = 2,5 h

Assim:
S = S0 + V.t
S = 150 + 80.2,5
S = 150 + 200
S = 350 km o automóvel se encontra no quilômetro 350 km da estrada A.

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Qual a descrição da fórmula da função horária do espaço percorrido por um corpo em MRU?

Resposta: Explicação: Um determinado móvel esta se deslocando em uma trajetória retilínea (MRU) segundo a função horária S = 4+28t.

Qual fórmula do MRU?

Para um corpo em MRU, a posição num instante t qualquer é dada pela função horária da posição: S (t) = S0 + v .

O que é função horária da posição MRU?

A função horária do espaço é uma função de 1º grau que fornece a posição de algo que esteja realizando um MRU em função do tempo. Na equação 1, S é a posição para o instante de tempo t, So é a posição em relação a origem no início da contagem do tempo, e v é a velocidade.

Qual é a fórmula da função horária?

S = S0 + V.t é a função horária da posição no movimento retilíneo uniforme. Por exemplo, um automóvel parte de Ribeirão Preto no quilômetro 150 km da estrada A, com velocidade de 80 km/h, no sentido em que a quilometragem cresce na trajetória.