O movimento de uma partícula é descrito pelas equações:onde , e são constantes. Qual das afirmações abaixo é a correta?
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$1)$ Trajetória da partícula:
Pode-se pensar na trajetória a partir da relação fundamental da trigonometria, veja:
$$\sin^{2} \alpha + \cos^{2} \alpha = 1 \Rightarrow x^{2} + y^{2} = b^{2}.$$
A partir de conhecimentos de geometria analítica, é possível entender a equação acima como a equação de uma circunferência com $x_{0} = 0$.
* Equação da circunferência: $(x - x_{0})^{2} + (y - y_{0})^{2} = R^{2}.$
Vale lembrar que existe a componente $z$ que representa um movimento com velocidade constante, o que irá caracterizar uma trajetória helicoidal.
$2)$ Velocidade da partícula:
A partir das equações do MHS, é possível encontrar que:
$$v_{x} = \omega b \cos (\omega t) \ , \ v_{y} = -\omega b \sin (\omega t) \ , \ v_{z} = u$$
Portanto, com isso, pode-se escrever que
$$v = \sqrt{v^{2}_{x} + v^{2}_{y} + v^{2}_{z}} = \sqrt{\omega^{2}b^{2} + u^{2}}.$$
$3)$ Aceleração da partícula:
Utilizando a mesma ideia, temos:
$$a_{x} = - \omega^{2} b \sin (\omega t) \ , \ a_{y} = - \omega^{2} b \cos (\omega t) \ , \ a_{z} = \dfrac{u}{\Delta t}.$$
Então,
$$a = \sqrt{a^{2}_{x} + a^{2}_{y} + a^{2}_{z}} = \sqrt{\omega^{2}b + \dfrac{u^{2}}{\Delta t^{2}}}$$
$$\boxed{\text{Letra} \ D}$$