Um projétil é lançado do cimo de uma ponte
Cálculo diferencial: Infinito 12 A - Parte 2 Pág. 215 Ex. 50
Um projétil é lançado do cimo de uma ponte, para o alto.
A sua altura $y$, acima do solo, em metros, $t$ segundos depois é dada por:$$y = f(t) = – 5{t^2} + 15t + 12$$
- Qual é a altura da ponte?
- Qual é a velocidade média do projétil durante o 1.º segundo? E no 2.º?
- Qual é a velocidade do projétil, quando $t=1$? E quando $t=2$?
Como interpreta os resultados? - Ao fim de quanto tempo o projétil atinge o topo?
Qual foi a altura máxima atingida pelo projétil? - A aceleração é a taxa de variação instantânea da velocidade. Qual é a aceleração do projétil no instante $t$?
- Compare os gráficos da altura, da velocidade e da aceleração.
Um projétil é lançado do cimo de uma ponte, para o alto.
A sua altura $y$, acima do solo, em metros, $t$ segundos depois é dada por:$$y = f(t) = – 5{t^2} + 15t + 12$$
- Como $f(0) = – 5 \times {0^2} + 15 \times 0 + 12 = 12$, conclui-se que a ponte tem 12 metros de altura.
- Ora,
$$tm{v_{\left[ {0,1} \right]}} = \frac{{f(1) – f(0)}}{{1 – 0}} = \frac{{ – 5 + 15 + 12 – 12}}{1} = 10$$
$$tm{v_{\left[ {1,2} \right]}} = \frac{{f(2) – f(1)}}{{2 – 1}} = \frac{{ – 20 + 30 + 12 – 22}}{1} = 0$$
Durante o 1.º segundo, a velocidade média do projétil foi $10\,\,m/s$.
Durante o 2.º segundo, a velocidade média do projétil foi $0\,\,m/s$.
- Ora, $v(t) = f'(t) = – 10t + 15$ dá a velocidade do projétil em cada instante do movimento.Quando $t=1$, a velocidade do projétil é $v(1) = – 10 \times 1 + 15 = 5$ m/s.
Quando $t=2$, a velocidade do projétil é $v(2) = – 10 \times 2 + 15 = – 5$ m/s.
No primeiro instante, o projétil estava a subir; no segundo instante, estava a descer.
- O projétil atinge o topo no instante em que a velocidade anula:$$v(t) = 0 \Leftrightarrow – 10t + 15 = 0 \Leftrightarrow t = 1,5$$
O projétil atinge o topo 1,5 segundos após o seu lançamento.Ora, $$f(1,5) = – 5 \times {1,5^2} + 15 \times 1,5 + 12 = 23,25$$
O projétil atingiu a altura máxima de 23,25 metros.
- A aceleração do projétil no instante $t$ (do seu movimento) é $a(t) = v'(t) = – 10$ m/s2.
Na ascensão, o movimento é uniformemente retardado; na queda, o movimento é uniformemente acelerado.





