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9. (Unesp 2013) Uma partícula em movimento descreve sua trajetória sobre semicircunferências traçadas a partir de um ponto 0P , localizado em uma...

9. (Unesp 2013) Uma partícula em movimento descreve sua trajetória sobre semicircunferências traçadas a partir de um ponto 0P , localizado em uma reta horizontal r, com deslocamento sempre no sentido horário. A figura mostra a trajetória da partícula, até o ponto 3P , em r. Na figura, 1O, O e 2O são os centros das três primeiras semicircunferências traçadas e R, R2, R4seus respectivos raios. A trajetória resultante do movimento da partícula será obtida repetindo-se esse comportamento indefinidamente, sendo o centro e o raio da n-ésima semicircunferência dados por nO e n nR R,2 respectivamente, até o ponto nP , também em r. Nessas condições, o comprimento da trajetória descrita pela partícula, em função do raio R, quando n tender ao infinito, será igual a

a) 2Rπ.
b) 3Rπ.
c) n2Rπ.
d) 7R4π.
e) 2Rπ.

Essa pergunta também está no material:

Tarefa Complementar - Progressão Geométrica
12 pág.

Enem Eeem GuaraniEeem Guarani

💡 1 Resposta

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Para calcular o comprimento da trajetória descrita pela partícula, é necessário somar o comprimento de cada semicircunferência percorrida. Como o raio da primeira semicircunferência é R, o comprimento é πR. Na segunda semicircunferência, o raio é 2R, então o comprimento é 2πR. Na terceira semicircunferência, o raio é 3R, então o comprimento é 3πR. E assim por diante, até a n-ésima semicircunferência, cujo raio é nR e comprimento é nπR. Portanto, a soma dos comprimentos das semicircunferências é: πR + 2πR + 3πR + ... + nπR Para calcular essa soma, podemos usar a fórmula da soma dos n primeiros termos de uma progressão aritmética: Sn = (a1 + an) * n / 2 Onde a1 é o primeiro termo, an é o último termo e n é o número de termos. Nesse caso, a1 = πR, an = nπR e n é infinito. Portanto, a soma é: Sn = (πR + nπR) * n / 2 Sn = (πRn + n2πR) / 2 Quando n tende ao infinito, o termo n2πR domina a soma, e podemos desprezar o termo πRn. Portanto, o comprimento da trajetória é aproximadamente igual a: Sn ≈ n2πR / 2 Resposta: alternativa C) n2Rπ.

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