Enunciado
Cálculo - Cálculo - 12ª Edição - Maurice D. Weir e Joel Hass (George B. Thomas)- Ed: 12º - Capítulo 3.11 - Ex. 58
- Quão exata deve ser a medição do diâmetro interno de um tanque cilíndrico de armazenagem com 10 m de altura para que o cálculo de seu volume fique a 1 % do valor real?
- Quão exata deve ser a medição do diâmetro externo desse tanque para que o cálculo da quantidade de tinta para pintar sua parede fique no máximo 5% da quantidade real?
Passo 1
- Medição do diâmetro.
Primeiramente, sabemos que num cilindro: e como o diâmetro é o dobro do raio, podemos fazer:
A porcentagem de erro no cálculo de algum valor X é dado pelo quociente entre a variação do valor e o próprio valor. Traduzindo pra matemática: .
Isso porque o erro é dado pela variação e a porcentagem é feita em cima do valor inicial X. Mas para simplificar vamos usar a relação acima.
Assim, a porcentagem do erro de cálculo do volume é (dado no enunciado); a porcentagem de erro de cálculo do diâmetro (o que queremos) é dada por: .
Temos que a , .
Substituindo na porcentagem de erro do volume então e sabendo que ,
temos:
Simplificando:,
Substituindo pelo valor do erro dado:
Ou seja, a porcentagem de erro no cálculo da altura é 0,5% do valor real.
Passo 2
- Quão exata deve ser a medição do diâmetro externo desse tanque para que o cálculo da quantidade de tinta para pintar sua parede fique no máximo 5% da quantidade real?
A superfície a ser pintada dada por , sendo o diâmetro externo e h a altura (basta usar a fórmula do comprimento da circunferência e multiplicar pela altura).
Agora vamos proceder da mesma forma do item anterior. A porcentagem de erro no cálculo da superfície é dada por: e a porcentagem de erro do diâmetro é dada por:
E temos e
Substituindo então...
E chegamos ao erro máximo do cálculo do diâmetro externo.
Resposta
- 0,5%
- 5%