Enunciado
Cálculo - Anton - Cálculo - Vol 1- Ed: 10º - Capítulo 4.Revisão - Ex. 72
De acordo com a Lei de Kepler, os planetas no nosso sistema solar movem-se em órbitas elípticas em torno do Sol. Se a posição do planeta mais próximo do Sol ocorrer no instante , então a distância do centro do planeta até o centro do sol em um instante posterior pode ser determinada pela equação
onde é a distância média entre os centros, é uma constante positiva que mede o achatamento da órbita elíptica e é a solução da equação de Kepler
na qual é o tempo levado para uma órbita completa do planeta. Estime a distância da Terra ao Sol quando dias. [Primeiro, ache da equação de Kepler e, então, use esse valor para encontrar a distância. Use km, e dias.]
Passo 1
Para estime a distância da Terra vamos pegar a equação de Kepler para estimar o valor de :
Pronto, temos que é:
Vamos lá aplicar o método de Newton, para isso vamos usar sua fórmula:
Vamos precisar de , vamos calcular então!!
Passo 2
Para achar a derivada de vamos usar duas regras de derivação, o da função trigonométrica, da função constante e do polinômio:
Vamos calcular :
Passo 3
Pronto, agora que temos é só jogar na fórmula de Newton:
Vamos agora analisar qual valor usar para , vamos usar , pronto, agora é só substituir, vamos lá então:
Vamos continuar usando o método de Newton até o valor de deixar de variar, vamos lá:
Mais uma vez, agora com :
Vamos lá, uma hora acaba, agora :
Pronto, o valor não varia mais, então a raiz é .
Passo 4
Agora vamos substituir esse valor na equação para encontrar a distância :
Pronto, temos que a distância do centro do planeta até o centro do sol é de km.
Resposta
km