Enunciado
Cálculo - Cálculo Volume 1 - 8ª Edição - James Stewart- Ed: 8º - Capítulo 3.10 - Ex. 40
40) Quando o sangue flui ao longo de um vaso sanguíneo, o fluxo (o volume de sangue por unidade de tempo que passa por um dado ponto) é proporcional à quarta potência do raio do vaso:
(Isso é conhecido como a Lei de Poiseuille; mostraremos porque isso é verdadeiro na Seção 8.4.) Uma artéria parcialmente obstruída pode ser alargada por uma operação chamada angioplastia, na qual um cateter-balão é inflado dentro da artéria a fim de aumentá-la e restaurar o fluxo normal do sangue. Mostre que uma variação relativa em F é cerca de quatro vezes a variação relativa em R. Como um aumento de no raio afeta o fluxo do sangue?
Passo 1
Fala aí, tudo certinho com você?
Bom, essa questão é bastante contextualizada. Ela fala sobre o fluxo de sangue em um vaso sanguíneo.
O fluxo (o volume de sangue por unidade de tempo que passa por um dado ponto) é proporcional à quarta potência do raio do vaso, sendo dado por:
Devemos mostrar que uma variação relativa em é cerca de quatro vezes a variação relativa em R.
Alem disso, devemos dizer como um aumento de no raio afeta o fluxo do sangue.
Bom, para fazer tudo isso, devemos saber como a função varia e para isso vamos derivar a função em relação a .
Então esse será nosso plano de hoje.
Vem comigo que te mostro como fazer isso.
Passo 2
Para começar, vamos obter a relação diferencial da função:
Sendo uma constante, essa derivada será calculada pela regra do expoente. Lembrando que
Assim,
Agora fazerem um cálculo de erro.
Então, o erro aproximado é:
Simplificando, ficamos com:
Maravilha
Passo 3
Agora vamos ver como o fluxo varia como o aumento de no raio .
Para isso, faremos:
Então:
Substituindo, temos:
O que nos dará:
Logo, o aumento em no raio implica em um aumento de no fluxo sanguíneo.
Resposta
O aumento em no raio implica em um aumento de no fluxo sanguíneo.