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Pergunta 7 A conversão entre coordenadas esféricas left parenthesis blank straight rho blank comma blank straight theta blank comma blank straight ϕ blank right parenthesis e coordenadas cartesianas (x,y,z) é um processo fundamental em matemática, física e engenharia, permitindo descrever a posição de um ponto no espaço sob diferentes sistemas de referência. Essa teoria se baseia em relações trigonométricas e geométricas que conectam as variáveis de ambos os sistemas. Com relação a este tema, a respeito da mudança de coordenadas esféricas do ponto left parenthesis blank straight rho blank comma space blank straight theta blank comma space blank straight ϕ blank right parenthesis equals 2 comma fraction numerator blank straight pi blank over denominator 3 end fraction comma fraction numerator blank straight pi blank over denominator 4 end fraction para cartesianas da ponto destacado, observe as afirmativas a seguir: I. blank straight ϕ blank (latitude) afeta x e y por seno e z por cosseno. II. theta (longitude) afeta x por cosseno e y por seno no plano x y. III. As coordenadas cartesianas left parenthesis x comma y comma z right parenthesis são fraction numerator square root of 2 over denominator 2 end fraction comma space fraction numerator square root of 6 over denominator 2 end fraction comma space square root of 2 Está correto o que se afirma em: a. I e II, apenas. b. I, apenas. c. II e III, apenas. d. I, II e III. e. I e III, apenas.
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Robson Rodrigues

anteontem

Respostas

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anteontem

Vamos analisar cada afirmativa em relação à conversão de coordenadas esféricas para cartesianas. As coordenadas esféricas \((\rho, \theta, \phi)\) se relacionam com as coordenadas cartesianas \((x, y, z)\) da seguinte forma: - \(x = \rho \cdot \sin(\phi) \cdot \cos(\theta)\) - \(y = \rho \cdot \sin(\phi) \cdot \sin(\theta)\) - \(z = \rho \cdot \cos(\phi)\) Agora, vamos analisar as afirmativas: I. \( \phi \) (latitude) afeta \( x \) e \( y \) por seno e \( z \) por cosseno. Verdadeiro. A afirmativa está correta, pois \( \phi \) influencia \( z \) através do cosseno e \( x \) e \( y \) através do seno. II. \( \theta \) (longitude) afeta \( x \) por cosseno e \( y \) por seno no plano \( xy \). Verdadeiro. A afirmativa está correta, pois \( \theta \) influencia \( x \) e \( y \) como descrito. III. As coordenadas cartesianas \((x, y, z)\) são \(\left(\frac{\sqrt{2}}{2}, \frac{\sqrt{6}}{2}, \sqrt{2}\right)\). Vamos calcular: Dado \(\rho = 2\), \(\theta = \frac{\pi}{3}\) e \(\phi = \frac{\pi}{4}\): - \(x = 2 \cdot \sin\left(\frac{\pi}{4}\right) \cdot \cos\left(\frac{\pi}{3}\right) = 2 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} \cdot \frac{1}{2} = \frac{\sqrt{2}}{2}\) - \(y = 2 \cdot \sin\left(\frac{\pi}{4}\right) \cdot \sin\left(\frac{\pi}{3}\right) = 2 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{\sqrt{6}}{2}\) - \(z = 2 \cdot \cos\left(\frac{\pi}{4}\right) = 2 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} = \sqrt{2}\) Portanto, as coordenadas cartesianas são \(\left(\frac{\sqrt{2}}{2}, \frac{\sqrt{6}}{2}, \sqrt{2}\right)\), o que confirma que a afirmativa III também é verdadeira. Assim, todas as afirmativas I, II e III estão corretas. A alternativa correta é: d. I, II e III.

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