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Desde que as condições necessárias sejam atendidas, podemos aplicar o Teorema de Gauss para calcular o fluxo de um campo vetorial através de uma superfície fechada. Esse teorema estabelece uma relação fundamental entre o fluxo do campo que sai da superfície e a integral da divergência desse campo sobre a região delimitada. É importante ressaltar que, para a aplicação do teorema, a superfície deve ser orientada corretamente para fora e o campo vetorial deve ser contínuo e diferenciável em toda a região, garantindo que a divergência do campo também seja bem definida.
Determine o fluxo exterior da superfície delimitada pelos planos coordenados e pelos planos x = 3, y = 1 e z = 2 e pelo campo de vetores F(x, y, z) = (x²yz, xy²z, xy²). Nesse sentido, assinale a alternativa correta:
A 30.
B 36.
C 18.
D 6.
E 27.
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Avaliação Final (Objetiva) - Individual (Cálculo Diferencial e Integral III - Uniasselvi)
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Avaliação Final (Objetiva) - Individual (Cálculo Diferencial e Integral III - Uniasselvi)

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há 4 meses

Para calcular o fluxo exterior da superfície delimitada pelos planos coordenados e pelos planos \(x = 3\), \(y = 1\) e \(z = 2\) através do Teorema de Gauss, precisamos seguir os seguintes passos: 1. Definir a região: A região delimitada é um paralelepípedo com vértices em \((0, 0, 0)\) e \((3, 1, 2)\). 2. Calcular a divergência do campo vetorial \(F(x, y, z) = (x^2yz, xy^2z, xy^2)\): - A divergência é dada por: \[ \nabla \cdot F = \frac{\partial}{\partial x}(x^2yz) + \frac{\partial}{\partial y}(xy^2z) + \frac{\partial}{\partial z}(xy^2) \] - Calculando cada termo: - \(\frac{\partial}{\partial x}(x^2yz) = 2xyz\) - \(\frac{\partial}{\partial y}(xy^2z) = 2xyz\) - \(\frac{\partial}{\partial z}(xy^2) = 0\) - Portanto, a divergência é: \[ \nabla \cdot F = 2xyz + 2xyz + 0 = 4xyz \] 3. Calcular a integral da divergência sobre a região: - A integral tripla da divergência sobre a região \(V\) é: \[ \int_0^3 \int_0^1 \int_0^2 4xyz \, dz \, dy \, dx \] 4. Calcular a integral: - Primeiro, integramos em relação a \(z\): \[ \int_0^2 4xyz \, dz = 4xy \left[ \frac{z^2}{2} \right]_0^2 = 4xy \cdot 2 = 8xy \] - Agora, integramos em relação a \(y\): \[ \int_0^1 8xy \, dy = 8x \left[ \frac{y^2}{2} \right]_0^1 = 8x \cdot \frac{1}{2} = 4x \] - Finalmente, integramos em relação a \(x\): \[ \int_0^3 4x \, dx = 4 \left[ \frac{x^2}{2} \right]_0^3 = 4 \cdot \frac{9}{2} = 18 \] Portanto, o fluxo exterior da superfície é \(18\). A alternativa correta é: C 18.

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A parametrização de uma reta no espaço tridimensional é uma ferramenta importante para descrever todos os pontos que pertencem a essa reta usando um parâmetro escalar. A parametrização de uma reta é determinada por um ponto fixo na reta e um vetor que define sua direção. Utilizando um ponto e a direção da reta, a fórmula para a parametrização pode ser expressa na forma geral de uma função vetorial.
Considere os pontos A = (−1, 2, 4) e B = (2, −1, 5). Com base na informação fornecida, sobre as possibilidades possíveis para a parametrização da reta no formato r(t) = P0 + vt, que passa por esses pontos, analise as afirmativas a seguir:
I. r(t) = (−1, 2, 4) + t(3, −3, 1).
II. r(t) = (−1, 2, 4) + t(3, 3, -1).
III. r(t) = (2, −1, 5) + t(3, 3, -1).
IV. r(t) = (2, −1, 5) + t(-3, 3, -1).
A II e IV, apenas.
B I, III e IV, apenas.
C II e III, apenas.
D I, II e III, apenas.
E I e IV, apenas.

A parametrização de figuras geométricas, como circunferências ou parte dela, é uma técnica utilizada para representar essas formas no plano cartesiano. A semicircunferência, que ocupa apenas parte de uma circunferência completa, pode ser descrita utilizando uma parametrização específica que limita o domínio do parâmetro t, correspondendo à porção desejada da circunferência.
Considere uma semicircunferência, em que o raio mede 3 unidades, centrada no ponto (2,−1) no plano cartesiano XY, que se encontra nos dois primeiros quadrantes. Sobre o exposto, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas:
I. A semicircunferência nos dois primeiros quadrantes pode ser parametrizada como x(t) = 2 + 3cos(t) e y(t) = −1 + 3sin(t), em que t varia de 0 a π.
II. A parametrização apresentada é adequada, pois o valor de t entre 0 e π descreve apenas os pontos da semicircunferência que estão nos dois primeiros quadrantes.
A As asserções I e II são verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
B As asserções I e II são falsas.
C A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
D As asserções I e II são verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
E A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.

Se uma função escalar determina a temperatura em diferentes pontos de um espaço, por exemplo, uma função T(x, y, z) que representa a temperatura em cada ponto (x, y, z), o gradiente dessa função em um determinado ponto nos dirá: Direção de Maior Aumento de Temperatura: o gradiente aponta na direção em que a temperatura aumenta mais rapidamente a partir do ponto considerado. Dessa forma, se você estiver nesse ponto e se mover na direção do gradiente, estará se movendo para uma região em que a temperatura aumenta o mais rápido possível. Magnitude da Variação da Temperatura: a magnitude do gradiente indica a taxa de variação da temperatura na direção do crescimento máximo. Em outras palavras, ela nos diz o quanto a temperatura muda por unidade de distância percorrida na direção do gradiente. Se a magnitude é alta, isso significa que a temperatura muda rapidamente; se é baixa, a variação da temperatura é mais gradual. Essa magnitude pode ser calculada usando a fórmula da norma, ou seja, a raiz quadrada da soma dos quadrados das coordenadas do vetor.
Considere um ambiente térmico altamente controlado por diversos resfriadores, em que a temperatura, em graus Celsius, é descrita pela função T(x, y, z) = 2x - y² + yz, com x, y e z representando distâncias medidas em metros. Sobre o exposto, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas:
I. Para o ponto P(5, 1, 4), o vetor gradiente apresenta magnitude de 3 °C/m.
II. Sendo o gradiente da função T o campo vetorial ∇T(x, y, z) = (2, z – 2y, y), para determinar a magnitude do vetor gradiente em um ponto específico, devemos determinar a sua norma.
A A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
B As asserções I e II são falsas.
C A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
D As asserções I e II são verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
E As asserções I e II são verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.

O Teorema de Green é uma ferramenta essencial na análise de campos vetoriais em superfícies bidimensionais, pois estabelece uma conexão entre uma integral de linha ao longo de uma curva fechada e uma integral dupla sobre a área contida por essa curva. Essa relação é frequentemente aplicada para determinar o trabalho realizado por um campo de força em uma partícula que percorre um caminho fechado.
Considere o campo vetorial F(x, y) = (2xy, x + x²) em que a região de integração é o disco centrado na origem e raio 2. Calcule a integral de linha desta função vetorial orientada no sentido anti-horário e assinale a alternativa correta:
A 2π.
B 3π/2.
C 3π.
D 4π/3.
E 4π.

O Teorema de Green estabelece uma relação entre uma integral de linha ao longo de uma curva fechada e uma integral dupla sobre a região delimitada por essa curva. Esse teorema é amplamente utilizado para calcular fluxos, áreas e trabalho realizado por campos vetoriais em superfícies planas. Uma das condições fundamentais para sua aplicação é que a região envolvida seja simplesmente conexa, ou seja, não possua buracos.
O Teorema de Green é uma ferramenta poderosa para a análise de campos vetoriais. Com base no conceito desse teorema, analise as afirmativas a seguir:
I. O Teorema de Green relaciona a circulação de um campo vetorial ao longo de uma curva fechada com a integral de superfície sobre a região delimitada por essa curva.
II. Para aplicar o Teorema de Green, a curva fechada deve ser orientada positivamente, isto é, no sentido anti-horário.
III. A integral de linha que o Teorema de Green utiliza deve ser aplicada em curvas fechadas que envolvem regiões simplesmente conexas.
IV. O Teorema de Green aplica-se a funções vetoriais continuamente diferenciáveis em regiões simplesmente conexas, convertendo integrais de linha em integrais duplas.
A I, II e III, apenas.
B II, III e IV, apenas.
C I, II e IV, apenas.
D I e IV, apenas.
E II e III, apenas.

A região D, associada à integral tripla, descreve um sólido tridimensional cuja análise depende da definição precisa dos limites de integração. Esses limites delimitam a extensão das variáveis dentro da região e são essenciais para representar corretamente a forma do sólido. Sólidos comuns, como prismas, cilindros e esferas, frequentemente aparecem em tais regiões. A correta especificação dos limites permite a representação exata da geometria desses sólidos, assegurando uma modelagem adequada e a interpretação precisa das integrais triplas e, em muitos momentos, permite a possibilidade de realizar a mudança de variável, facilitando o cálculo da integral.
Considere uma integral tripla em que D é uma região tridimensional no primeiro octante delimitada pelos planos x = 0, y = 0, z = 0 e pela superfície x² + y² + z² = 4. Nesse sentido, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas:
I. A mudança para coordenadas esféricas simplifica a integral tripla ao expressar a região D.
II. Pela equação da superfície apresentada, temos uma parte de uma esfera de raio igual a 4.
A As asserções I e II são verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
B A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
C As asserções I e II são falsas.
D A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
E As asserções I e II são verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.

O Teorema de Green é uma ferramenta fundamental na análise de campos vetoriais em superfícies planas. Ele relaciona uma integral de linha ao redor de uma curva fechada com uma integral dupla sobre a região delimitada por essa curva, sendo amplamente utilizado para calcular o trabalho realizado por um campo de força em uma partícula ao longo de um caminho fechado.
Considere um campo de força F(x, y) = (−2y, 2x) ao longo de uma curva fechada em um círculo de raio 3 centrado na origem, percorrido no sentido anti-horário por uma partícula (dados com unidades no Sistema Internacional de Medidas). Sobre o exposto, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas:
I. Utilizando o Teorema de Green, podemos determinar o trabalho realizado pela partícula em 36π Joule ao longo de toda a curva.
II. É possível aplicar nesta situação o Teorema de Green, visto que a curva apresentada é fechada e orientada no sentido anti-horário.
A As asserções I e II são verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
B A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
C As asserções I e II são falsas.
D As asserções I e II são verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
E A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.

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