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Atividade Nota 100, as ultimas 5 questões não consegui em lugar algum o gabarito por
isso aproveite e deixe seu joinha.
AVA UNIVIRTUS
Questão 1/10 - Equações Diferenciais
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Para modelar uma equação diferencial de crescimento de uma
população P que cresce a uma taxa proporcional à população
inicial, podemos utilizar a equação dPdt=kP, onde k é uma
constante de proporcionalidade. Como estamos falando do
crescimento da população, analise as setenças a seguir,
assinalando V para as afirmativas verdadeiras e F para as
alternativas falsas:
1. ( ) k>0
2. ( ) dPdt0
Agora, marque a sequência correta:
Nota: 10.0
A F,F,F
B F,F,V
C
V,F,V
Você assinalou essa alternativa (C)
D F,V,V
Questão 2/10 - Equações Diferenciais
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Para um circuito em série contendo apenas um resistor e um
indutor, a segunda Lei de Kirchhoff estabelece que a soma das
quedas de tensão no indutor (L) e no resistor (R) é igual à tensão
aplicada no circuito E(t), conforme ilustrado na figura:
Obtemos assim, a equação diferencial linear para a corrente i(t):
Com base nessas informações, suponha que uma bateria de 12 volts
seja conectada a um
circuito em série no qual a indutância é 0,5 H e a resistência de 10
ohms. Determine a corrente i(t)
quando a corrente inicial for 0 (zero), ou seja, i(0)=0.
Nota: 10.0
A
i(t)=65−65e−20t
Você assinalou essa alternativa (A)
B i(t)=20−e−20t
C i(t)=65−20e−20t
D i(t)=20−65e−20t
Questão 3/10 - Equações Diferenciais
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A queda de tensão em um capacitor com capacitância C é dada por
q/Ci, onde q é a carga no capacitor.
Assim sendo, para o circuito em série mostrado na figura acima, a
segunda lei de kirchhoff nos dá
Mas a corrente i e a carga q estão relacionadas por i=dq/dt, dessa
forma, a equação acima transforma-se na equação diferencial:
Com base nessas informações, suponha que um capacitor de 1
farads mantenha uma carga inicial de Q coulombs. Para alterar a
carga, uma fonte de tensão constante de 100 volts é aplicada por
uma resistência de 2 ohms. Qual a carga do capacitor para qualquer
instante t>0, ou seja, qual a solução geral sem determinar as
constantes por meio de uma condição inicial?
Nota: 10.0
A q(t)=20+ke−t/2
B
q(t)=100+ke−t/2
Você assinalou essa alternativa (B)
C q(t)=100+20e−t/2
D q(t)=100+100e−t/2
Questão 4/10 - Equações Diferenciais
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A queda de tensão em um capacitor com capacitância C é dada por
q/Ci, onde q é a carga no capacitor.
Assim sendo, para o circuito em série mostrado na figura acima, a
segunda lei de kirchhoff nos dá
Mas a corrente i e a carga q estão relacionadas por i=dq/dt, dessa
forma, a equação acima transforma-se na equação diferencial:
Com base nessas informações, suponha que um capacitor de 1
farads mantenha uma carga inicial de Q coulombs. Para alterar a
carga, uma fonte de tensão constante de 200 volts é aplicada por
uma resistência de 4 ohms. Qual a carga do capacitor para t>0, ou
seja, qual a solução geral sem determinar as constantes por meio
de uma condição inicial?
Nota: 10.0
A q(t)=200+100e−t/4
B q(t)=100+ke−t/4
C q(t)=200+200e−t/4
D
q(t)=200+ke−t/4
Você assinalou essa alternativa (D)
Questão 5/10 - Equações Diferenciais
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Obtenha a carga q sobre um capacitor em um circuito elétrico em
série RLC para t>0, ou seja, obtenha a solução geral sem
determinar as constantes por meio de uma condição inicial.
Utilize a EDO obtida pela 2ª lei de Kirchoff dada por
quando L=1, R=6 e C=1/9. Utilize E=0.
Tipos de solução geral para o Método dos Coeficientes Constantes:
Nota: 10.0
A q(t)=200+e−3t
B q(t)=100+ke−3t
C
q(t)=(k1+k2t)e−3t
Você assinalou essa alternativa (C)
D q(t)=100e−3t
Questão 6/10 - Equações Diferenciais
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Em um projeto de engenharia mecânica, você está analisando o
movimento de um sistema massa-mola-amortecedor da
suspensão de um carro. A equação diferencial que descreve o
movimento do sistema é:
md2x(t)dt2+cdx(t)dt+kx(t)=0
onde:
• m=1 kg é a massa do chassi do veículo,
• c=2 é o coeficiente de amortecimento que controla as
oscilações,
• k=1 N/m é a constante da mola da suspensão,
• x(t) é a posição do objeto em relação ao ponto de equilíbrio,
em metros,
• t é o tempo, em segundos.
Considerando as condições iniciais x(0)=1 m e dx(0)/dt=0 m/s,
assinale a alternativa que representa a solução da equação
diferencial que descreve como o sistema responde a perturbações,
como buracos ou irregularidades na estrada.
Lembre que para as Equações Diferenciais Homogêneas –
Coeficientes Constantes temos
Para escrever a equação característica utilizamos:
dnxdtn=rn
Fórmula para as raízes da equação característica:
r=−b±b2−4ac2a
Casos de solução:
1. Raízes reais distintas (r1≠r2):
y(t)=c1er1t+c2er2t
2. Raízes repetidas (r1=r2=r):
y(t)=(c1+c2t)ert
3. Raízes complexas distintas (r=a±bi):
y(t)=eax(c1cos(bx)+c2sin(bx))
Nota: 10.0
A
x(t)=(1+t)e−t
Você assinalou essa alternativa (A)
B x(t)=(2−t)e−t
C x(t)=2e−t−e−2t
D x(t)=e−t(cos(t)+sin(t))
Questão 7/10 - Equações Diferenciais
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Em um projeto de engenharia mecânica, você está analisando o
movimento de um sistema massa-mola-amortecedor da
suspensão de um carro. A equação diferencial que descreve o
movimento do sistema é:
md2x(t)dt2+cdx(t)dt+kx(t)=0
onde:
• m=1 kg é a massa do chassi do veículo,
• c=3 é o coeficiente de amortecimento que controla as
oscilações,
• k=2 N/m é a constante da mola da suspensão,
• x(t) é a posição do objeto em relação ao ponto de equilíbrio,
em metros,
• t é o tempo, em segundos.
Considerando as condições iniciais x(0)=1 m e dx(0)/dt=0 m/s,
assinale a alternativa que representa a solução da equação
diferencial que descreve como o sistema responde a perturbações,
como buracos ou irregularidades na estrada.
Lembre que para as Equações Diferenciais Homogêneas –
Coeficientes Constantes temos
Para escrever a equação característica utilizamos:
dnxdtn=rn
Fórmula para as raízes da equação característica:
r=−b±b2−4ac2a
Casos de solução:
1. Raízes reais distintas ( r1≠r2 ):
y(t)=c1er1t+c2er2t
2. Raízes repetidas ( r1=r2=r ):
y(t)=(c1+c2t)ert
3. Raízes complexas distintas ( r=a±bi ):
y(t)=eax(c1cos(bx)+c2sin(bx))
Nota: 10.0
A x(t)=(1+t)e−t
B x(t)=(2−t)e−t
C
x(t)=2e−t−e−2t
Você assinalou essa alternativa (C)
D x(t)=e−t(cos(t)+sin(t))
Questão 8/10 - Equações Diferenciais
Ler em voz alta
Em um projeto de engenharia mecânica, você está analisando o
movimento de um sistema massa-mola-amortecedor da
suspensão de um carro. A equação diferencial que descreve o
movimento do sistema é:
md2x(t)dt2+cdx(t)dt+kx(t)=0
onde:
• m=1 kg é a massa do chassi do veículo,
• c=2 é o coeficiente de amortecimento que controla as
oscilações,
• k=2 N/m é a constante da mola da suspensão,
• x(t) é a posição do objeto em relação ao ponto de equilíbrio,
em metros,
• t é o tempo, em segundos.
Considerando as condições iniciais x(0)=1 m e dx(0)/dt=0 m/s,
assinale a alternativa que representa a solução da equação
diferencial que descreve como o sistema responde a perturbações,
como buracos ou irregularidades na estrada.
Lembre que para as Equações Diferenciais Homogêneas –
Coeficientes Constantes temos
Para escrever a equação característica utilizamos:
dnxdtn=rn
Fórmula para as raízes da equação característica:
r=−b±b2−4ac2a
Casos de solução:
1. Raízes reais distintas ( r1≠r2):
y(t)=c1er1t+c2er2t
2. Raízes repetidas ( r1=r2=r ):
y(t)=(c1+c2t)ert
3. Raízes complexas distintas (r=a±bi ):
y(t)=eax(c1cos(bx)+c2sin(bx))
Nota: 10.0
A x(t)=(1+t)e−t
B x(t)=(2−t)e−t
C x(t)=2e−t−e−2t
D
x(t)=e−t(cos(t)+sin(t))
Você assinalou essaalternativa (D)
Questão 9/10 - Equações Diferenciais
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Você está analisando o movimento de um objeto em queda livre
com resistência do ar para projetar o sistema de segurança de um
paraquedas. A velocidade v(t) do objeto é descrita pela equação
diferencial separável:
dv(t)dt=g−kmv(t)
onde:
• g=9,8 m/s^2 é a aceleração devido à gravidade,
• k é o coeficiente de resistência do ar,
• m é a massa do objeto,
• v(t) é a velocidade do objeto no tempo t, em metros por
segundo.
Considerando que o objeto parte do repouso (v(0)=0) e
que km=1s−1, assinale a alternativa que representa a solução da
equação diferencial que descreve como a velocidade do objeto varia
ao longo do tempo, para projetar o sistema de segurança de um
paraquedas.
Lembre que:
ex+c1=ex⋅ec1=ex⋅c2eln(x)=ln(ex)=x∫1a+xdx=ln(|a+x|)+C
Nota: 10.0
A v(t)=9.8(e−t−1)
B
v(t)=9.8(1−e−t)
Você assinalou essa alternativa (B)
C v(t)=75+25et
D v(t)=25+75e−0.1t
Questão 10/10 - Equações Diferenciais
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Você está analisando o resfriamento de um objeto metálico quente
em um ambiente com temperatura constante. A
temperatura T(t) do objeto é descrita pela equação diferencial
separável:
dT(t)dt=−k(T(t)−Tamb)
onde:
• k é a constante de resfriamento, em s−1,
• T_{amb} é a temperatura ambiente, em graus Celsius,
• T(t) é a temperatura do objeto no tempo t, em graus Celsius.
Considerando que a temperatura inicial do objeto é T(0)=100 °C, a
temperatura ambiente é Tamb=25°C e k=0.1s−1, assinale a
alternativa que representa a solução da equação diferencial
que descreve como a temperatura do motor diminui ao longo do
tempo, o que é crucial para garantir a segurança e a eficiência do
sistema.
Lembre que:
ex+c1=ex⋅ec1=ex⋅c2eln(x)=ln(ex)=x∫1a+xdx=ln(|a+x|)+C
Nota: 10.0
A T(t)=9.8(e−t−1)
B T(t)=9.8(1−e−t)
C T(t)=75+25et
D
T(t)=25+75e−0.1t
Você assinalou essa alternativa (D)
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