05..Uma tina horizontal tem 16m de comprimento e seus extremos são trapézios isósceles com altura de 4m, base menor de 4m e base maior de 6m. Sabendo que o fundo da tina é o retângulo de 4m X 16m e que a água está fluindo dentro da tina a uma taxa de 10m3 por min. Com que velocidade o nível de água está subindo quando a profundidade da água é de 2m? RESPOSTA: 0,125m/min
Olha que coincidência fiz essa questão há muito pouco tempo. Se ainda precisa da resolução, olhe como fiz:
Considerei y a profundidade da água, x a largura da superfíce da água, t o tempo quando a água começou a fluir e V o volume.
É dado que dV/dt=10m3/min e ele quer saber dy/dt quando y=2
Para calcular o volume dessa tina você faz a área da base vezes a altura. Como a área de um trapézio é [(Base maior + Base menor)/2] x altura (h), multiplicando pela altura e sbustituindo os valores para equacionar x e y, temos que o volume desse sólido é [(4+x).y.16]/2=8y(x+4)
Para expressar x em função de y, considere um triângulo que pertence a essa tina de base 2 e altura 4. Quando a altura for 2 a base do triângulo circunscrito será x-4 (4 é a largula da base em h=0, x em h=2) e por semelhança de triângulos obtem-se:
(x-4)/y=2/4
4(x-4)=2y
2(x-4)=y
x-4=y/2
x=y/2+4
Substituindo na formula do volume:
V=8y[(y/2+4)+4]
V=8y(y+8)
V=4y²+ 64y Derivando os dois lado em relação a t
dV/dt= (8y+64)dy/dt Como dV/dt=10 e y=2
10=80.dy/dt
dy/dt=1/8=0,125m
Valeu parceiro, mas ja tinha conseguido resôlve-la ;)
Contudo, continue respondendo as perguntas por ae
valeu ;)
Para encontrarmos a velocidade da água, realizaremos os cálculos abaixo:
\(\begin{align} & \frac{x-4}{y}=\frac{2}{4} \\ & 4x(-4)=2y \\ & x-4=\frac{y}{2} \\ & x=\frac{y}{2}+4 \\ & \\ & V=8y\left( \frac{y}{2}+4 \right)+4 \\ & V=8y(y+8) \\ & V=4{{y}^{2}}+64y \\ & \frac{dV}{dt}=8y+64 \\ & \frac{dy}{dt}=\frac{1}{8} \\ & \frac{dy}{dt}=0,125m/min \\ \end{align}\ \)
Portanto, a velocidade será de 0,125m/min.
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