Enunciado
Cálculo - Cálculo - 12ª Edição - Maurice D. Weir e Joel Hass (George B. Thomas)- Ed: 12º - Capítulo 4.6 - Ex. 9
Sua metalúrgica foi contratada por uma frábrica de papel para projetar e construir um tanque retangular de aço com base quadrada, sem tampa e com de capacidade. O tanque será construindo soldando-se as chapas de aço umas às outras ao longo das bordas. Como engenheiro de produção, sua tarefa é determinar as dimensões para a base e a altura que farão o tanque pesar o mínimo possível.
que dimensões serão passadas para a oficina?
descreva brevemente como você levou o peso em consideração.
Passo 1
Letra
O peso depende basicamente do volume das chapas de aço utilizadas.
Se usarmos uma chama de por nas laterais e sendo o lado da base, vamos ter dois volumes, os das chapas na lateral e a da base.
Assim, considerando que cada chapa tem espessura de , o volume vai ser
Além disso, ele deu a capacidade do tanque, que é o volume do paralelepido de base quadrada de lado e de altura do paralelepípedo sendo . Então:
Assim,
O total volume das chapas vai ser
Onde precisa ser maior que
Ele não pode ser zero porque temos o no denominador
Passo 2
Para acharmos o valor de mínimo ou máximo, temos que comparar o valor da função nos pontos críticos e nos extremos do intervalo.
Começando por achar os pontos críticos:
Colocando a fração como potência:
A espessura é constante, então não interfere na derivada.
Derivando:
Fazendo isso igual a
Cortando o dos dois lados
Passo 3
Vamos achar o valor da função nos pontos críticos e extremos do intervalo:
Ele só deu a limitação em certo? Quer dizer que a outra limitação é o infinito.
O menor dos valores é quando
Então passaremos chapas, uma quadrada de lado e outra de medidas:
Passo 4
Letra
Cosnideramos que o peso depende apenas do volume pela densidade ser igual em todo material. Então ao maximizar o volume, já maximizamos o peso.
Além disso, a espessura foi considerada constante.
Resposta
Letras
Então passaremos chapas, uma quadrada de lado e outras de medidas
Letra
Cosnideramos que o peso depende apenas do volume pela densidade ser igual em todo material. Então ao maximizar o volume, já maximizamos o peso.
Além disso, a espessura foi considerada constante.