Uma corrida de dragsters tem duas fases distintas: na primeira fase, a mais curta, o movimento do carro é perfeitamente não determinístico, dependendo das derrapagens e da forma como o condutor consegue dominar o carro. Na segunda fase, o carro tem um movimento muito rápido, cuja aceleração está perfeitamente definida. Considere-se a prova do condutor Don Nase de duração 7.5 s . Na primeira fase os valores da aceleração em cada instante encontram-se na tabela:
Ti
0
0,5
1
1,5
0
0,35
0,55
0,9
Na segunda fase da corrida a aceleração é definida pela seguinte expressão:
Estime a velocidade na segunda fase da corrida, utilizando a fórmula composta do Trapézio com erro de truncatura em valor absoluto inferior a 0.3.
Ti | 0 | 0,5 | 1 | 1,5 |
|
0 | 0,35 | 0,55 | 0,9 |
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre uma corrida de dragsters que tem duas fases. A gente precisa calcular a velocidade na segunda fase da corrida. Para isso, vamos usar uma técnica chamada regra do Trapézio composta. Primeiro, vamos entender que a velocidade é a integral da aceleração ao longo do tempo. Na segunda fase, a aceleração é dada por uma função matemática, então vamos integrar essa função usando a regra do Trapézio para estimar a velocidade, garantindo que o erro dessa estimativa seja menor que 0,3.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar o intervalo de tempo para a segunda fase da corrida, que vai de
segundos até
segundos. Então, o intervalo total é de
segundos.
Passo 3
A função de aceleração na segunda fase é dada por:
Queremos encontrar a velocidade, que é a integral da aceleração. Ou seja:
Passo 4
Vamos aplicar a regra do Trapézio composta para estimar essa integral. A regra do Trapézio aproxima a área sob a curva dividindo o intervalo em subintervalos e calculando áreas de trapézios.
A fórmula da regra do Trapézio com
subintervalos é:
onde
.
Passo 5
Precisamos escolher um número de subintervalos
que garanta que o erro de truncamento seja menor que 0,3. O erro da regra do Trapézio é dado por:
Vamos calcular a segunda derivada de
:
Então,
.
Para garantir
:
Arredondamos para
.
Passo 6
Agora, vamos dividir o intervalo de
a
segundos em
subintervalos. Cada subintervalo tem:
Os pontos são:
,
,
,
,
,
,
,
,
.
Passo 7
Vamos calcular
em cada ponto:
Passo 8
Aplicando a fórmula da regra do Trapézio:
Substituindo os valores:
Passo 9
Calculando dentro dos parênteses:
Então:
Resposta
A velocidade na segunda fase da corrida é aproximadamente
.
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125T181 46Q209 16 250 16Q290 16 318 46Q347 76 354 130T362 333Q362 478 354 524T321 597Z”></path></g></g></g><g data-mml-node=“msup” transform=“translate(1616.6,0)”><g data-mml-node=“mi”><path data-c=“1D452” d=“M39 168Q39 225 58 272T107 350T174 402T244 433T307 442H310Q355 442 388 420T421 355Q421 265 310 237Q261 224 176 223Q139 223 138 221Q138 219 132 186T125 128Q125 81 146 54T209 26T302 45T394 111Q403 121 406 121Q410 121 419 112T429 98T420 82T390 55T344 24T281 -1T205 -11Q126 -11 83 42T39 168ZM373 353Q367 405 305 405Q272 405 244 391T199 357T170 316T154 280T149 261Q149 260 169 260Q282 260 327 284T373 353Z”></path></g><g data-mml-node=“TeXAtom” transform=“translate(499,413) scale(0.707)” data-mjx-texclass=“ORD”><g data-mml-node=“mrow”><g data-mml-node=“mo” transform=“translate(0 -0.5)”><path data-c=“28” d=“M152 251Q152 646 388 850H416Q422 844 422 841Q422 837 403 816T357 753T302 649T255 482T236 250Q236 124 255 19T301 -147T356 -251T403 -315T422 -340Q422 -343 416 -349H388Q359 -325 332 -296T271 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<div>Qual regra foi utilizada e quantos intervalos foram necessários?</div>
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<mjx-container class=“MathJax” jax=“SVG”><svg style=“vertical-align: -0.05ex;” xmlns=“http://www.w3.org/2000/svg” width=“4.495ex” height=“2.005ex” role=“img” focusable=“false” viewBox=“0 -864 1986.7 886”><title>10^(-1)</title><g stroke=“currentColor” fill=“currentColor” stroke-width=“0” transform=“scale(1,-1)”><g data-mml-node=“math”><g data-mml-node=“msup”><g data-mml-node=“mn”><path data-c=“31” d=“M213 578L200 573Q186 568 160 563T102 556H83V602H102Q149 604 189 617T245 641T273 663Q275 666 285 666Q294 666 302 660V361L303 61Q310 54 315 52T339 48T401 46H427V0H416Q395 3 257 3Q121 3 100 0H88V46H114Q136 46 152 46T177 47T193 50T201 52T207 57T213 61V578Z”></path><path data-c=“30” d=“M96 585Q152 666 249 666Q297 666 345 640T423 548Q460 465 460 320Q460 165 417 83Q397 41 362 16T301 -15T250 -22Q224 -22 198 -16T137 16T82 83Q39 165 39 320Q39 494 96 585ZM321 597Q291 629 250 629Q208 629 178 597Q153 571 145 525T137 333Q137 175 145 125T181 46Q209 16 250 16Q290 16 318 46Q347 76 354 130T362 333Q362 478 354 524T321 597Z” transform=“translate(500,0)”></path></g><g data-mml-node=“TeXAtom” transform=“translate(1033,393.1) scale(0.707)” data-mjx-texclass=“ORD”><g data-mml-node=“mo”><path data-c=“2212” d=“M84 237T84 250T98 270H679Q694 262 694 250T679 230H98Q84 237 84 250Z”></path></g><g data-mml-node=“mn” transform=“translate(778,0)”><path data-c=“31” d=“M213 578L200 573Q186 568 160 563T102 556H83V602H102Q149 604 189 617T245 641T273 663Q275 666 285 666Q294 666 302 660V361L303 61Q310 54 315 52T339 48T401 46H427V0H416Q395 3 257 3Q121 3 100 0H88V46H114Q136 46 152 46T177 47T193 50T201 52T207 57T213 61V578Z”></path></g></g></g></g></g></svg></mjx-container></span>.</div>
<div><span class="math-block ">
<mjx-container class=“MathJax” jax=“SVG” display=“true”><svg style=“vertical-align: -2.063ex;” xmlns=“http://www.w3.org/2000/svg” width=“12.494ex” height=“5.59ex” role=“img” focusable=“false” viewBox=“0 -1559 5522.2 2470.9”><g stroke=“currentColor” fill=“currentColor” stroke-width=“0” transform=“scale(1,-1)”><g data-mml-node=“math”><g data-mml-node=“msubsup”><g data-mml-node=“mo” transform=“translate(0 1)”><path data-c=“222B” d=“M114 -798Q132 -824 165 -824H167Q195 -824 223 -764T275 -600T320 -391T362 -164Q365 -143 367 -133Q439 292 523 655T645 1127Q651 1145 655 1157T672 1201T699 1257T733 1306T777 1346T828 1360Q884 1360 912 1325T944 1245Q944 1220 932 1205T909 1186T887 1183Q866 1183 849 1198T832 1239Q832 1287 885 1296L882 1300Q879 1303 874 1307T866 1313Q851 1323 833 1323Q819 1323 807 1311T775 1255T736 1139T689 936T633 628Q574 293 510 -5T410 -437T355 -629Q278 -862 165 -862Q125 -862 92 -831T55 -746Q55 -711 74 -698T112 -685Q133 -685 150 -700T167 -741Q167 -789 114 -798Z”></path></g><g data-mml-node=“TeXAtom” transform=“translate(1046.4,1088.1) scale(0.707)” data-mjx-texclass=“ORD”><g data-mml-node=“mn”><path data-c=“32” d=“M109 429Q82 429 66 447T50 491Q50 562 103 614T235 666Q326 666 387 610T449 465Q449 422 429 383T381 315T301 241Q265 210 201 149L142 93L218 92Q375 92 385 97Q392 99 409 186V189H449V186Q448 183 436 95T421 3V0H50V19V31Q50 38 56 46T86 81Q115 113 136 137Q145 147 170 174T204 211T233 244T261 278T284 308T305 340T320 369T333 401T340 431T343 464Q343 527 309 573T212 619Q179 619 154 602T119 569T109 550Q109 549 114 549Q132 549 151 535T170 489Q170 464 154 447T109 429Z”></path></g></g><g data-mml-node=“TeXAtom” transform=“translate(589,-896.4) scale(0.707)” data-mjx-texclass=“ORD”><g data-mml-node=“mn”><path data-c=“30” d=“M96 585Q152 666 249 666Q297 666 345 640T423 548Q460 465 460 320Q460 165 417 83Q397 41 362 16T301 -15T250 -22Q224 -22 198 -16T137 16T82 83Q39 165 39 320Q39 494 96 585ZM321 597Q291 629 250 629Q208 629 178 597Q153 571 145 525T137 333Q137 175 145 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289Z”></path></g></g></g></svg></mjx-container></span></div>
<div>Qual regra foi utilizada e quantos intervalos foram necessários?</div>
</body></html>
<html><head></head><body><div>Resolva as equações matriciais:<br>
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<mjx-container class=“MathJax” jax=“SVG”><svg style=“vertical-align: -2.149ex;” xmlns=“http://www.w3.org/2000/svg” width=“22.171ex” height=“5.43ex” role=“img” focusable=“false” viewBox=“0 -1450 9799.7 2400”><title>[[2 1] [1 -3]] * (x y) = (9 -13)</title><g stroke=“currentColor” fill=“currentColor” stroke-width=“0” transform=“scale(1,-1)”><g data-mml-node=“math”><g data-mml-node=“mrow”><g data-mml-node=“mo” transform=“translate(0 -0.5)”><path data-c=“28” d=“M701 -940Q701 -943 695 -949H664Q662 -947 636 -922T591 -879T537 -818T475 -737T412 -636T350 -511T295 -362T250 -186T221 17T209 251Q209 962 573 1361Q596 1386 616 1405T649 1437T664 1450H695Q701 1444 701 1441Q701 1436 681 1415T629 1356T557 1261T476 1118T400 927T340 675T308 359Q306 321 306 250Q306 -139 400 -430T690 -924Q701 -936 701 -940Z”></path></g><g data-mml-node=“mtable” transform=“translate(736,0)”><g data-mml-node=“mtr” transform=“translate(0,700)”><g data-mml-node=“mtd”><g data-mml-node=“mn”><path data-c=“32” d=“M109 429Q82 429 66 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</body></html>
<html><head></head><body><div>Esboce o gráfico da curva cuja equação vetorial é dada por<br>
(a) <span class=“math-inline “>
<mjx-container class=“MathJax” jax=“SVG”><svg style=“vertical-align: -0.566ex;” xmlns=“http://www.w3.org/2000/svg” width=“20.043ex” height=“2.262ex” role=“img” focusable=“false” viewBox=“0 -750 8859.2 1000”><title>sigma(t) = (t, cos(t), sen(t))</title><g stroke=“currentColor” fill=“currentColor” stroke-width=“0” transform=“scale(1,-1)”><g data-mml-node=“math”><g data-mml-node=“mi”><path data-c=“1D70E” d=“M184 -11Q116 -11 74 34T31 147Q31 247 104 333T274 430Q275 431 414 431H552Q553 430 555 429T559 427T562 425T565 422T567 420T569 416T570 412T571 407T572 401Q572 357 507 357Q500 357 490 357T476 358H416L421 348Q439 310 439 263Q439 153 359 71T184 -11ZM361 278Q361 358 276 358Q152 358 115 184Q114 180 114 178Q106 141 106 117Q106 67 131 47T188 26Q242 26 287 73Q316 103 334 153T356 233T361 278Z”></path></g><g data-mml-node=“mo” transform=“translate(571,0)”><path data-c=“28” d=“M94 250Q94 319 104 381T127 488T164 576T202 643T244 695T277 729T302 750H315H319Q333 750 333 741Q333 738 316 720T275 667T226 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<html><head></head><body><div>Classifique, quanto ao número de soluções, os seguintes sistemas abaixo.<br>
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