How to convert units.
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@ -6974,6 +6974,28 @@ use os teoremas que facilitam contas---o que é uma arte admirável.
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Viver sem calculadora é excelente desenvolvimento, mas usemo-na sempre
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que útil---quando em pressa, por exemplo.
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\ghostsection{Como se converte unidades}. Uma estratégia muito útil em
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converter unidades é considerar a relação entre duas unidades como uma
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fração de valor 1. Por exemplo, se 1 hora é 3600 segundos, então
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$$1 \text{ h} = 3600 \text{ s} \text{ implica} \fr{1 \text{ h}}{3600 \text{ s}}$$
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Agora, se você quer converter 1800 segundos pra horas, basta
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multiplicar pela razão 1 acima, obtendo
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$$1800 \text{ s} = 1800 \text{ s} \fr{ \text{ h}}{3600 \text{ s}} = \fr{ 1800\cancel{\text{s}}\text{h}}{3600\cancel{\text{s}}} = \fr{1}{2} \text{ h}.$$
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Observe que se você quer conversão pras horas, então sua razão terá as
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horas no numerador porque assim os segundos no denominador cancelará
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os segundos que estão no numerador. Por ``segundos'' quero dizer a
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constante ``s'' que representa a unidade em si.
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Assim você converte qualquer coisa com facilidade.
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\ghostsection{De volta ao movimento unidimensional}.
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Eis o primeiro exercício do IF.
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\begin{exercise*}
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Um motorista freia seu carro uniformemente de forma que a velocidade
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cai de 72 pra 26 km/h em 5 segundos. Que distância o carro percorre
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@ -7048,6 +7070,47 @@ fórmula Python, então tive que corrigir novamente. Agora é enfática a
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importância de calculadora aqui, isto é, de um computador mesmo.)
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\end{remark*}
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\ghostsection{A equação de Torricelli}. A equação de Torricelli
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relaciona a velocidade diretamente com a aceleração sem envolver o
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tempo. Ela é
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$$v^2 = v_0^2 \cdots$$
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Não lembro. Preciso da minha gatinha de novo. O fato é que Torricelli
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nos economiza um tremendo passo num problema que vale a pena
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documentar---até porque estou encontrando um aparente erro no
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problema.
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\begin{exercise*}
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Com que velocidade uma bola deve ser lançada verticalmente pra cima
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pra que a bola alcance a altura máxima de 50m? Quanto tempo ela ficará
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no ar? Desenhe os gráficos $y$, $v$ e $a$ {\em versus} $t$. Indique
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nos dois primeiros gráficos o instante em que ela alcança os
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50m. \sol. Computei a derivada de $x(t) = 0 + v_0 t + (1/2) (-9.8)
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t^2$ pra obter $v(t) = v_0 - 9.8 t$ e assim isolei $t =
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v_0/9.8$. Então consegui eliminar $t$, substituindo $v_0/9.8$ em
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$x(t)$, obtendo
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\begin{align*}
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x(t) &= \fr{v_0^2}{9.8} - \fr{9.8}{2} \fr{v_0^2}{9.8^2}\\
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&= \fr{v_0^2}{9.8} - \fr{1}{2} \fr{v_0^2}{9.8}\\
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&= \left(\fr{v_0^2}{9.8} - \fr{1}{2} \fr{v_0^2}{9.8}\right)
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\end{align*}
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Como queremos altura de 50m, obtemos uma quadrática com uma única
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solução positiva que é $v_0 = 31.30 \text{m}$, o que casa com o
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gabarito. Agora, quando prosseguimos pra perguntar quanto tempo leva
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pra essa bola alcançar esses 50m, obtemos a quadrática $-4.9t^2 +
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31.30 t - 50 = 0$, que não tem raiz. Como pode? O problema enfatiza
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que ele quer o tempo. E o problema não tem como estar errado. Queremos
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lançar uma bola pra cima até atingir 50m e contabilizar o tempo---isso
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é perfeitamente físico. Estamos errados em algum lugar. Como nossa
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$v_0$ casa com o gabarito, é na produção da quadrática que estamos
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errados---aritmética! (A gente erra muita aritmética.) Mas a
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aritmética parece correta, então física é uma coisa muito perplexante.
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\end{exercise*}
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\newpage \tableofcontents
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\newpage \printbibliography
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