Enunciado

Uma fina placa de metal, localizada no plano x y , tem a temperatura T x , y no ponto x , y . Desenhe algumas curvas de nível (isotermas) se a função de temperatura for dada por

T x , y = 100 1 + x 2 + 2 y 2

Passo 1

Olá, meu querido. Vou estar te ajudando a resolver essa atividade.

A gente precisa desenhar as curvas de nível da função:

T x , y = 100 1 + x 2 + 2 y 2

É isso que o enunciado nos diz.

Fazer o esboço de algumas isotérmicas significa fazer um mapa de contorno, onde as curvas de nível são definidas pelas isotérmicas.

Para se desenhar o mapa de contorno, precisa-se chegar à função das curvas de nível (isotérmicas).

Basta fazer T x , y = k e depois ir variando k (dando valores) para representar algumas curvas de nível no mapa.

Passo 2

Então vamos dar prosseguimento, temos que:

T x , y = 100 1 + x 2 + 2 y 2

Igualando a constante k :

1 + x 2 + 2 y 2 = 100 k

x 2 + 2 y 2 = 100 - k k

Podemos ter k apenas dentro desse intervalo:

( 0 < k ≤ 100 )

x 2 100 - k k + y 2 100 - k 2 k = 1

Essa é a equação da elipse com eixos 100 - k k   e 100 - k 2 k .

Variando k , chega-se ao seguinte mapa de contorno com as isotérmicas:

Então caminhando pela linha da isotermica, estaremos na mesma temperatura mesmo estando em diferentes coordenadas para x , y , é isso que descobrimos aqui.

Resposta

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