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QUESTÃO 4-Analisando as variações de temperatura em estruturas de engenharia civil pode-se pensar no problema do arrefecimento de um corpo de prova...

QUESTÃO 4-Analisando as variações de temperatura em estruturas de engenharia civil pode-se pensar no problema do arrefecimento de um corpo de prova de concreto que após duas horas e meia em uma sala com uma temperatura ambiente T=0°C, sua temperatura será de 50°C e após quatro horas será de 30°C. A sua temperatura inicial será aproximadamente:

a)117,13°C
b)62,48°C
c)83,33°C
d)35,23°C
e)42,65°C

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ESTUDO DIRIGIDO 3
3 pág.

Cálculo IV Faculdades Integradas do Norte de Minas - FunorteFaculdades Integradas do Norte de Minas - Funorte

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Para resolver esse problema, podemos utilizar a fórmula do resfriamento de Newton, que é dada por: T(t) = T0 + (T1 - T0) * e^(-kt) Onde: - T(t) é a temperatura do corpo de prova no tempo t; - T0 é a temperatura ambiente; - T1 é a temperatura inicial do corpo de prova; - k é a constante de resfriamento. Podemos utilizar os dados fornecidos no enunciado para encontrar a constante de resfriamento k: 50 = 0 + (T1 - 0) * e^(-k * 2,5) 30 = 0 + (T1 - 0) * e^(-k * 4) Dividindo a segunda equação pela primeira, temos: 30/50 = e^(-k * (4 - 2,5)) 0,6 = e^(-k * 1,5) ln(0,6) = -k * 1,5 k = -ln(0,6) / 1,5 k ≈ 0,4621 Agora podemos utilizar a fórmula do resfriamento de Newton novamente para encontrar a temperatura inicial T1: 30 = T1 + (0 - T1) * e^(-0,4621 * 4) 30 = T1 - T1 * e^(-1,8484) 30 = T1 * (1 - 0,1575) T1 = 30 / 0,8425 T1 ≈ 35,57°C Portanto, a alternativa correta é a letra D) 35,23°C.

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