Na figura, o ponto P1 executa MCU e o P2, que é a projeção ...
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No MHS, X = A*cos(fi +W*t)
Então, temos:
A = 3m
W = 4rad/s
De V = W*R, achamos o gab
V = 4*3 = 12m/s
Gab C
GRUPO DE ESTUDOS PARA EEAR
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Para resolver essa questão de forma detalhada, vamos seguir um passo a passo claro e preciso, começando pela interpretação da informação fornecida.
O ponto P1P_1P1 está realizando um Movimento Circular Uniforme (MCU). Isso significa que sua velocidade tangencial v⃗\vec{v}v é constante em magnitude e sempre tangente à trajetória circular. A questão nos pede para calcular a velocidade tangencial de P1P_1P1, a partir da função horária dada para o ponto P2P_2P2.
O ponto P2P_2P2, por outro lado, está realizando um Movimento Harmônico Simples (MHS), que é descrito pela equação fornecida:
x=3cos(4t)x = 3 \cos(4t)x=3cos(4t)
Onde:
- xxx é a elongação (deslocamento em função do tempo) do ponto P2P_2P2.
- 333 é a amplitude do movimento (a distância máxima que P2P_2P2 pode se deslocar a partir da posição de equilíbrio).
- 4t4t4t indica a frequência angular ω=4 rad/s\omega = 4 \, \text{rad/s}ω=4rad/s.
Sabemos que no MHS, a posição de P2P_2P2 é a projeção ortogonal de P1P_1P1 no eixo horizontal, o que conecta o MCU de P1P_1P1 com o MHS de P2P_2P2.
A equação do MHS para P2P_2P2 nos fornece a frequência angular ω\omegaω, que também é a frequência angular do movimento circular de P1P_1P1. Da equação:
x=3cos(4t)x = 3 \cos(4t)x=3cos(4t)
podemos ver que o termo 444 é a frequência angular ω\omegaω, ou seja:
ω=4 rad/s\omega = 4 \, \text{rad/s}ω=4rad/s
Agora que já sabemos a frequência angular ω\omegaω, podemos calcular a velocidade tangencial vvv de P1P_1P1. A fórmula para a velocidade tangencial em um MCU é dada por:
v=ω⋅rv = \omega \cdot rv=ω⋅r
Onde:
- vvv é a velocidade tangencial.
- ω=4 rad/s\omega = 4 \, \text{rad/s}ω=4rad/s (calculado anteriormente).
- r=3 mr = 3 \, \text{m}r=3m é o raio da trajetória circular, que é igual à amplitude do MHS de P2P_2P2.
Substituindo os valores:
v=4⋅3=12 m/sv = 4 \cdot 3 = 12 \, \text{m/s}v=4⋅3=12m/s
O valor da velocidade tangencial de P1P_1P1 é 12 m/s, portanto, a alternativa correta é a letra C.
Alternativa C: 12 m/s
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