Enunciado

Um lado de um triângulo retângulo mede exatamente 25 cm. O ângulo oposto a este lado mede 60 ° , com erro possível de ± 0,5 °

(a) Use diferenciais para estimar os erros no lado adjacente a na hipotenusa.

(b) Estime os erros percentuais no lado adjacente e na hipotenusa.

Passo 1

Se x for o valor exato do ângulo e y a medida da hipetenusa do triângulo, para o cálculo teremos:

y = 25 cos ⁡ x

Lembrando que admitimos 25 cm como o valor do lado oposto, sem nenhuma chance de erro sobre essa medida.

Se d x   for o erro da medição, então o erro propagado ∆ y pode ser aproximado por

∆ y ≈ d y = f ' x d x  

Passo 2

Aplicando isso temos que:

∆ y ≈ d y = 25 t g x s e c ⁡ ( x )   d x  

Substituindo o valor medido do ângulo (60 ° ) nessa equação, e aplicando o erro de medida que está entre ± 0,5 ° ficamos com:

d y = ± 25 * tg ⁡ 60 ° * sec ⁡ 60 ° * 0,5 °

d y = ± 0,0293   c m

Passo 3

Para o lado adjacente faremos o mesmo, mas agora a relação trigonométrica que vamos usar será y = 25 * t g   x .

∆ y ≈ d y = 25 sec 2 ⁡ ( x )   d x  

Substituindo o valor medido do ângulo (60 ° ) nessa equação, e aplicando o erro de medida que está entre ± 0,5 ° ficamos com:

d y = ± 25 * sec 2 ⁡ 60 ⁡ * 0,5 °

d y = ± 0,2405   c m

Passo 4

(b) Para a letra b precisamos estimar os erros percentuais dos lados estudados.

Para o erro percentual da hipotenusa temos sua media sendo 50cm, uma vez que 25 cos ⁡ 60 = 50 c m , com erro de ± 0,0293   c m ,   logo temos:

± 0,0293 50 = 0,000586 = 0,05 %

Já para o erro percentual do lado adjascente teremos como medida do lado 43,30   c m , uma vez que 25 * t g 60 = 43,3 c m . Seu erro calculamos como sendo de ± 0,2405   c m

Ficaremos então com:

± 0,2405 43,3 = 0,0055 = ± 0,55 %

Resposta

a   ± 0,0293   e   ± 0,2405 b   ± 0,05 %   e   ± 0,55 %

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