Enunciado

40) Quando o sangue flui ao longo de um vaso sanguíneo, o fluxo F (o volume de sangue por unidade de tempo que passa por um dado ponto) é proporcional à quarta potência do raio R do vaso:

F = k R 4

(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 5 %   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 F (o volume de sangue por unidade de tempo que passa por um dado ponto) é proporcional à quarta potência do raio R do vaso, sendo dado por:

F = k R 4

Devemos mostrar que uma variação relativa em F é cerca de quatro vezes a variação relativa em R.

Alem disso, devemos dizer como um aumento de 5 %   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 R .

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:

F = k R 4

Sendo k uma constante, essa derivada será calculada pela regra do expoente. Lembrando que

d d x x n = n x n - 1

Assim,

d F = 4 k R 3 d R

Agora fazerem um cálculo de erro.

Então, o erro aproximado é:

d F F = 4 k R 3 d R k R 4

Simplificando, ficamos com:

d F F = 4 d R R

Maravilha

Passo 3

Agora vamos ver como o fluxo varia como o aumento de 5 % no raio R .

Para isso, faremos:

d R R = 5 %

Então:

d F F = 4 d R R

Substituindo, temos:

d F F = 4 5 %

O que nos dará:

d F F = 20 %

Logo, o aumento em 5 % no raio implica em um aumento de 20 % no fluxo sanguíneo.

Resposta

O aumento em 5 % no raio implica em um aumento de 20 % no fluxo sanguíneo.

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