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Velocidade constante, dois estágios

Storyboard

Se durante um movimento a uma velocidade constante ocorre uma mudança, isso resulta em um movimento que acontece em duas etapas, cada uma caracterizada por uma velocidade definida.

Cada etapa é modelada com uma relação linear representada por uma reta, onde a chave está no fato de que o tempo e a posição finais da primeira etapa são, por sua vez, o tempo e a posição iniciais da segunda etapa.

É importante notar que este modelo apresenta um problema, já que a velocidade muda de forma instantânea, o que equivale a uma aceleração seguida de uma desaceleração infinita, o que não é realista. No entanto, este problema não é relevante se a duração das etapas for consideravelmente mais longa do que o tempo em que ocorre a mudança de velocidade.

>Modelo

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Mecanismos

Definição

Na primeira etapa, se a velocidade for constante, estabelece-se uma relação direta de la velocidade do primeiro estágio ($v_1$) entre o primeira posição final e largada na segunda etapa ($s_1$) e o tempo final da primeira e início da segunda etapa ($t_1$), representada por uma linha reta.

Na segunda etapa, não podem ser definidas posições e tempos iniciais nulos, pois devem corresponder a o primeira posição final e largada na segunda etapa ($s_1$) e o tempo final da primeira e início da segunda etapa ($t_1$). Uma vez que a velocidade é constante nesta etapa, estabelece-se uma relação direta de la velocidade do segundo estágio ($v_2$) entre la posição final da segunda fase ($s_2$) e o hora de término da segunda etapa ($t_2$), representada por outra linha reta.



qual é a chave do modelo representado pela rede:

ID:(15383, 0)



Conceito de dois estágios

Imagem

No caso de um movimento ocorrendo em duas etapas, primeiro, o objeto avança uma distância de uma distância percorrida na primeira etapa ($\Delta s_1$) durante um período de tempo de um tempo decorrido na primeira etapa ($\Delta t_1$) com uma velocidade de uma velocidade do primeiro estágio ($v_1$).

$ v_1 \equiv\displaystyle\frac{ \Delta s_1 }{ \Delta t_1 }$



Então, em uma segunda etapa, ele avança uma distância de uma distância percorrida na segunda etapa ($\Delta s_2$) durante um período de tempo de um tempo gasto na segunda etapa ($\Delta t_2$) com uma velocidade de uma velocidade do segundo estágio ($v_2$).

$ v_2 \equiv\displaystyle\frac{ \Delta s_2 }{ \Delta t_2 }$



Quando representado graficamente, obtemos um diagrama de posição-tempo como segue:



O ponto chave a ser observado é que o tempo decorrido na primeira etapa ($\Delta t_1$) e o tempo gasto na segunda etapa ($\Delta t_2$) são sequenciais, assim como la distância percorrida na primeira etapa ($\Delta s_1$) e la distância percorrida na segunda etapa ($\Delta s_2$).

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Velocidades em dois estágios

Nota

No caso de um movimento ocorrendo em duas etapas, primeiro, o objeto avança uma distância de uma distância percorrida na primeira etapa ($\Delta s_1$) durante um período de tempo de um tempo decorrido na primeira etapa ($\Delta t_1$) com uma velocidade de uma velocidade do primeiro estágio ($v_1$).

$ v_1 \equiv\displaystyle\frac{ \Delta s_1 }{ \Delta t_1 }$



Então, em uma segunda etapa, ele avança uma distância de uma distância percorrida na segunda etapa ($\Delta s_2$) durante um período de tempo de um tempo gasto na segunda etapa ($\Delta t_2$) com uma velocidade de uma velocidade do segundo estágio ($v_2$).

$ v_2 \equiv\displaystyle\frac{ \Delta s_2 }{ \Delta t_2 }$



Quando representado graficamente, obtemos um diagrama de posição-tempo como segue:



O ponto chave a ser observado é que o tempo decorrido na primeira etapa ($\Delta t_1$) e o tempo gasto na segunda etapa ($\Delta t_2$) são sequenciais, assim como la distância percorrida na primeira etapa ($\Delta s_1$) e la distância percorrida na segunda etapa ($\Delta s_2$).

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Posições e horários em duas etapas

Citar

No caso de um movimento em duas etapas, a primeira etapa pode ser descrita por uma função que envolve os pontos o tempo inicial ($t_0$), o tempo final da primeira e início da segunda etapa ($t_1$), la velocidade ($s_0$) e o primeira posição final e largada na segunda etapa ($s_1$), representada por uma reta com uma inclinação de la velocidade do primeiro estágio ($v_1$):

$ s_1 = s_0 + v_1 ( t_1 - t_0 )$



Para a segunda etapa, definida pelos pontos o primeira posição final e largada na segunda etapa ($s_1$), la posição final da segunda fase ($s_2$), o tempo final da primeira e início da segunda etapa ($t_1$) e o hora de término da segunda etapa ($t_2$), é utilizada uma segunda reta com uma inclinação de la velocidade do segundo estágio ($v_2$):

$ s_2 = s_1 + v_2 ( t_2 - t_1 )$



que é representada como:



É importante observar que o início da segunda etapa, definido pelos pontos o tempo final da primeira e início da segunda etapa ($t_1$) e o primeira posição final e largada na segunda etapa ($s_1$), coincide com o final da primeira etapa.

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Modelo

Exercício

O modelo básico envolve dois movimentos em etapas consecutivas.

Na primeira etapa, começa em la velocidade ($s_0$) e termina em o primeira posição final e largada na segunda etapa ($s_1$), cobrindo uma distância de la distância percorrida na primeira etapa ($\Delta s_1$), que começa em o tempo inicial ($t_0$) e termina em o tempo final da primeira e início da segunda etapa ($t_1$), com duração de o tempo decorrido na primeira etapa ($\Delta t_1$) e uma velocidade de la velocidade do primeiro estágio ($v_1$).

Na segunda etapa, começa em o primeira posição final e largada na segunda etapa ($s_1$) e termina em la posição final da segunda fase ($s_2$), cobrindo uma distância de la distância percorrida na segunda etapa ($\Delta s_2$), que começa em o tempo final da primeira e início da segunda etapa ($t_1$) e termina em o hora de término da segunda etapa ($t_2$), com duração de la distância percorrida na segunda etapa ($\Delta s_2$) e uma velocidade de la velocidade do segundo estágio ($v_2$).

O diagrama resultante consiste em dois subdiagramas nos quais a velocidade é mantida constante. Ambos os diagramas estão conectados por o primeira posição final e largada na segunda etapa ($s_1$) e o tempo final da primeira e início da segunda etapa ($t_1$), que correspondem ao ponto final da primeira etapa e ao ponto inicial da segunda etapa.



Com isso, a estrutura de rede do modelo é a seguinte:

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Velocidade constante, dois estágios

Storyboard

Se durante um movimento a uma velocidade constante ocorre uma mudança, isso resulta em um movimento que acontece em duas etapas, cada uma caracterizada por uma velocidade definida. Cada etapa é modelada com uma relação linear representada por uma reta, onde a chave está no fato de que o tempo e a posição finais da primeira etapa são, por sua vez, o tempo e a posição iniciais da segunda etapa. É importante notar que este modelo apresenta um problema, já que a velocidade muda de forma instantânea, o que equivale a uma aceleração seguida de uma desaceleração infinita, o que não é realista. No entanto, este problema não é relevante se a duração das etapas for consideravelmente mais longa do que o tempo em que ocorre a mudança de velocidade.

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$\Delta s_1$
Ds_1
Distância percorrida na primeira etapa
m
$\Delta s_2$
Ds_2
Distância percorrida na segunda etapa
m
$t_2$
t_2
Hora de término da segunda etapa
s
$s_2$
s_2
Posição final da segunda fase
m
$s_1$
s_1
Primeira posição final e largada na segunda etapa
m
$\Delta t_1$
Dt_1
Tempo decorrido na primeira etapa
s
$t_1$
t_1
Tempo final da primeira e início da segunda etapa
s
$\Delta t_2$
Dt_2
Tempo gasto na segunda etapa
s
$t_0$
t_0
Tempo inicial
s
$s_0$
s_0
Velocidade
m
$v_1$
v_1
Velocidade do primeiro estágio
m/s
$v_2$
v_2
Velocidade do segundo estágio
m/s

Cálculos


Primeiro, selecione a equação:   para ,  depois, selecione a variável:   para 

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

 Variáve   Dado   Calcular   Objetivo :   Equação   A ser usado



Equações

Com la distância percorrida em um tempo ($\Delta s$) com la posição ($s$) e la velocidade ($s_0$):

equation=4352

e o tempo decorrido ($\Delta t$) com o tempo ($t$) e o tempo inicial ($t_0$):

equation=4353

A equa o para a velocidade m dia:

equation=16000

pode ser escrita como:

$v_0 = \bar{v} = \displaystyle\frac{\Delta s}{\Delta t} = \displaystyle\frac{s - s_0}{t - t_0}$




portanto, resolvendo para ela obtemos:

equation

Com la distância percorrida em um tempo ($\Delta s$) com la posição ($s$) e la velocidade ($s_0$):

equation=4352

e o tempo decorrido ($\Delta t$) com o tempo ($t$) e o tempo inicial ($t_0$):

equation=4353

A equa o para a velocidade m dia:

equation=16000

pode ser escrita como:

$v_0 = \bar{v} = \displaystyle\frac{\Delta s}{\Delta t} = \displaystyle\frac{s - s_0}{t - t_0}$




portanto, resolvendo para ela obtemos:

equation


Exemplos

O modelo de velocidade constante descreve o movimento durante uma etapa ou intervalo de tempo em que a velocidade do objeto pode ser considerada constante. No entanto, um movimento mais complexo pode envolver v rias etapas ou intervalos nos quais a velocidade varia e pode at se inverter (tornar-se negativa), indicando que o objeto est voltando.

Se dois modelos de velocidade constante forem combinados como movimentos consecutivos, poss vel vincul -los definindo que as posi es e os tempos finais da primeira etapa s o iguais s posi es e aos tempos iniciais do segundo movimento. Dessa forma, definem-se as dist ncias la distância percorrida na primeira etapa ($\Delta s_1$) e la distância percorrida na segunda etapa ($\Delta s_2$), percorridas com as velocidades la velocidade do primeiro estágio ($v_1$) e la velocidade do segundo estágio ($v_2$). Esses valores podem ser modificados, inclusive invertendo o movimento ao definir velocidades negativas e iniciar a simula o com o bot o 'start'.

simulation

No caso de um movimento ocorrendo em duas etapas, primeiro, o objeto avan a uma dist ncia de uma distância percorrida na primeira etapa ($\Delta s_1$) durante um per odo de tempo de um tempo decorrido na primeira etapa ($\Delta t_1$) com uma velocidade de uma velocidade do primeiro estágio ($v_1$).

equation=3152,1

Ent o, em uma segunda etapa, ele avan a uma dist ncia de uma distância percorrida na segunda etapa ($\Delta s_2$) durante um per odo de tempo de um tempo gasto na segunda etapa ($\Delta t_2$) com uma velocidade de uma velocidade do segundo estágio ($v_2$).

equation=3152,2

Quando representado graficamente, obtemos um diagrama de posi o-tempo como segue:

image

O ponto chave a ser observado que o tempo decorrido na primeira etapa ($\Delta t_1$) e o tempo gasto na segunda etapa ($\Delta t_2$) s o sequenciais, assim como la distância percorrida na primeira etapa ($\Delta s_1$) e la distância percorrida na segunda etapa ($\Delta s_2$).

No caso de um movimento ocorrendo em duas etapas, primeiro, o objeto avan a uma dist ncia de uma distância percorrida na primeira etapa ($\Delta s_1$) durante um per odo de tempo de um tempo decorrido na primeira etapa ($\Delta t_1$) com uma velocidade de uma velocidade do primeiro estágio ($v_1$).

equation=3152,1

Ent o, em uma segunda etapa, ele avan a uma dist ncia de uma distância percorrida na segunda etapa ($\Delta s_2$) durante um per odo de tempo de um tempo gasto na segunda etapa ($\Delta t_2$) com uma velocidade de uma velocidade do segundo estágio ($v_2$).

equation=3152,2

Quando representado graficamente, obtemos um diagrama de posi o-tempo como segue:

image

O ponto chave a ser observado que o tempo decorrido na primeira etapa ($\Delta t_1$) e o tempo gasto na segunda etapa ($\Delta t_2$) s o sequenciais, assim como la distância percorrida na primeira etapa ($\Delta s_1$) e la distância percorrida na segunda etapa ($\Delta s_2$).

No caso de um movimento em duas etapas, a primeira etapa pode ser descrita por uma fun o que envolve os pontos o tempo inicial ($t_0$), o tempo final da primeira e início da segunda etapa ($t_1$), la velocidade ($s_0$) e o primeira posição final e largada na segunda etapa ($s_1$), representada por uma reta com uma inclina o de la velocidade do primeiro estágio ($v_1$):

equation=3154,1

Para a segunda etapa, definida pelos pontos o primeira posição final e largada na segunda etapa ($s_1$), la posição final da segunda fase ($s_2$), o tempo final da primeira e início da segunda etapa ($t_1$) e o hora de término da segunda etapa ($t_2$), utilizada uma segunda reta com uma inclina o de la velocidade do segundo estágio ($v_2$):

equation=3154,2

que representada como:

image

importante observar que o in cio da segunda etapa, definido pelos pontos o tempo final da primeira e início da segunda etapa ($t_1$) e o primeira posição final e largada na segunda etapa ($s_1$), coincide com o final da primeira etapa.

O modelo b sico envolve dois movimentos em etapas consecutivas.

Na primeira etapa, come a em la velocidade ($s_0$) e termina em o primeira posição final e largada na segunda etapa ($s_1$), cobrindo uma dist ncia de la distância percorrida na primeira etapa ($\Delta s_1$), que come a em o tempo inicial ($t_0$) e termina em o tempo final da primeira e início da segunda etapa ($t_1$), com dura o de o tempo decorrido na primeira etapa ($\Delta t_1$) e uma velocidade de la velocidade do primeiro estágio ($v_1$).

Na segunda etapa, come a em o primeira posição final e largada na segunda etapa ($s_1$) e termina em la posição final da segunda fase ($s_2$), cobrindo uma dist ncia de la distância percorrida na segunda etapa ($\Delta s_2$), que come a em o tempo final da primeira e início da segunda etapa ($t_1$) e termina em o hora de término da segunda etapa ($t_2$), com dura o de la distância percorrida na segunda etapa ($\Delta s_2$) e uma velocidade de la velocidade do segundo estágio ($v_2$).

O diagrama resultante consiste em dois subdiagramas nos quais a velocidade mantida constante. Ambos os diagramas est o conectados por o primeira posição final e largada na segunda etapa ($s_1$) e o tempo final da primeira e início da segunda etapa ($t_1$), que correspondem ao ponto final da primeira etapa e ao ponto inicial da segunda etapa.

image=15396

Com isso, a estrutura de rede do modelo a seguinte:

model

Podemos calcular la distância percorrida em um tempo ($\Delta s$) a partir de la velocidade ($s_0$) y la posição ($s$) usando a seguinte equa o:

kyon

Podemos calcular la distância percorrida em um tempo ($\Delta s$) a partir de la velocidade ($s_0$) y la posição ($s$) usando a seguinte equa o:

kyon

Para descrever o movimento de um objeto, precisamos calcular o tempo decorrido ($\Delta t$). Essa magnitude obtida medindo o tempo inicial ($t_0$) e o o tempo ($t$) desse movimento. A dura o determinada subtraindo o tempo inicial do tempo final:

kyon

Para descrever o movimento de um objeto, precisamos calcular o tempo decorrido ($\Delta t$). Essa magnitude obtida medindo o tempo inicial ($t_0$) e o o tempo ($t$) desse movimento. A dura o determinada subtraindo o tempo inicial do tempo final:

kyon

La velocidade média ($\bar{v}$) pode ser calculado a partir de la distância percorrida em um tempo ($\Delta s$) e o tempo decorrido ($\Delta t$) usando:

kyon

La velocidade média ($\bar{v}$) pode ser calculado a partir de la distância percorrida em um tempo ($\Delta s$) e o tempo decorrido ($\Delta t$) usando:

kyon

Se a velocidade for constante, a velocidade ser igual a la velocidade inicial ($v_0$). Neste caso, o caminho percorrido em fun o do tempo pode ser calculado usando a diferen a entre la posição ($s$) e la velocidade ($s_0$), dividida pela diferen a entre o tempo ($t$) e o tempo inicial ($t_0$):

kyon

A equa o correspondente define uma linha reta no espa o-tempo.

Se a velocidade for constante, a velocidade ser igual a la velocidade inicial ($v_0$). Neste caso, o caminho percorrido em fun o do tempo pode ser calculado usando a diferen a entre la posição ($s$) e la velocidade ($s_0$), dividida pela diferen a entre o tempo ($t$) e o tempo inicial ($t_0$):

kyon

A equa o correspondente define uma linha reta no espa o-tempo.


>Modelo

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