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Baixar para ler offline
• Matemática – Progressões
                                                                                     pg. 02
                                                     • Matemática – Trigonometria no
                                                       triângulo
                                                                                     pg. 04
Casas de farinha representam                         • Física – Movimentos de projéteis
fonte de renda para o homem sustento familiar e
                             do interior                                          pg. 06
                                                     • Física – Trabalho e Energia
                                                                                     pg. 08
                                                     • Literatura – Realismo e
                                                       Naturalismo I
                                                                                      pg. 10




                                            o           ecânica
                                   d e Ferr em energia m
                            strada       do
                      r da Eor transforma
                  vapo cal
              aa
        Máquin a Mamoré :
        Madeir –
Acervo de                                         Matemática
                                                                                                           Suponhamos que se queira calcular a soma dos
                                                                                                           termos dessa seqüência, isto é, a soma dos 10


bibliotecas registra
                                                                                                           termos da PA(2, 4, 6, 8, ..., 18, 20).
                                                                                                           Poderíamos obter esta soma manualmente, ou
                                                  Professor CLÍCIO                                         seja, 2+4+6+8+10+12+14+16+18+20 =110.
                                                                                                           Mas se tivéssemos de somar 100, 200, 500 ou


crescimento
                                                                                                           1000 termos? Manualmente seria muito
                                                                                                           demorado. Por isso, precisamos de um modo
                                                                                                           mais prático para somarmos os termos de uma
                                                           Progressões                                     PA. Na PA( 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20)


de 700%
                                                                                                           observe:
                                                  1. Progressão aritmética ( P    .A.)                     a1+a10 = 2 + 20 = 22
                                                  Definição                                                a2+a9 = 4 + 18 = 22
                                                  Consideremos a seqüência ( 2, 4, 6, 8, 10, 12,           a3+a8 = 6 + 16 = 22
                                                  14, 16).                                                 a4+a7 =8 + 14 = 22
Ao ingressar na Universidade do Estado do         Observamos que, a partir do segundo termo, a             a5+a6 = 10 + 12 = 22
Amazonas, o aluno tem acesso a um rico            diferença entre qualquer termo e seu antecessor          Note que a soma dos termos eqüidistantes é
                                                  é sempre a mesma:                                        constante (sempre 22) e apareceu exatamente 5
acervo bibliográfico. Em cinco anos, o            4 – 2 = 6 – 4 = 10 – 8 = 14 – 12 = 16 – 14 = 2           vezes (metade do número de termos da PA,
número de títulos disponíveis cresceu mais        Seqüências como esta são denominadas progres-            porque somamos os termos dois a dois). Logo,
de 700%. Em 2001, eram 3.661 títulos e            sões aritméticas (PA). A diferença constante é           devemos, em vez de somarmos termo a termo,
8.235 exemplares. Em 2006, já são 29.058          chamada de razão da progressão e costuma ser             fazermos apenas 5 x 22 = 110, e assim,
títulos e 95.180 exemplares.                      representada por r. Na PA dada temos r = 2.              determinamos S10 = 110 (soma dos 10 termos).
                                                  Podemos, então, dizer que:                               E agora, se fosse uma progressão de 100 termos,
A esse acervo, soma-se o material didático        Progressão aritmética é a seqüência numérica             como a PA(1, 2, 3, 4,...,100), como faríamos?
disponível em todos os 61 municípios do           onde, a partir do primeiro termo, todos são              Procederemos do mesmo modo. A soma do a1
interior do Amazonas disponível para os           obtidos somando uma constante chamada razão.             com a100 vale 101 e esta soma vai-se repetir 50
alunos dos cursos ministrados pela UEA            Notação                                                  vezes (metade de 100), portanto
pelo Sistema Presencial Mediado (Proformar,       Considere a P ( a1, a2, a3, a4, ...., an)
                                                                 .A.                                       S100 = 101x50 = 5050.
                                                  Onde:                                                    Então, para calcular a soma dos n termos de
Ciência Política e Licenciatura em                a1= primeiro termo                                       uma PA, somamos o primeiro com o último
Matemática).                                      an = último termo, termo geral ou n-ésimo                termo e esta soma irá se repetir n/2 vezes.
A rede de serviços é composta por uma             termo                                                    Assim, podemos escrever:
Biblioteca Central, nove bibliotecas setoriais,   n = número de termos(se for uma PA finita)                                 n
                                                                                                           Sn = (a1 + an) ––––
nove bibliotecas de núcleos e 37 mini-            r = razão                                                                  2
bibliotecas.                                      Classificação
A Biblioteca da UEA é informatizada e utiliza     Quanto à razão:
                                                  • (5, 10, 15, 20, 25, 30) é uma PA de razão                       Aplicações
o sistema Pergamun, que permite ao aluno
                                                     r = 5. Toda PA de razão positiva (r > 0) é
pesquisar e fazer reservas e renovações de           crescente.                                            01. (FGV) Verifique se 31/20 é termo da
títulos via Internet. O Pergamun já é utilizado   • (12, 9, 6, 3, 0, -3) é uma PA de razão r = -3.             sucessão.
em cerca de 48 instituições de nível superior        Toda PA de razão negativa (r < 0) é                              1+3n
                                                                                                               an = ––––––
                                                                                                                       2n
do País, o que possibilita aos alunos da UEA         decrescente.
                                                                                                               a) décimo termo; b) quarto termo;
consulta ao acervo dessas instituições. Todo      • (2, 2, 2, 2, 2,...) é uma PA de razão r = 0.
                                                                                                               c) sexto termo;     d) oitavo termo;
                                                     Toda PA de razão nula (r = 0) é constante ou
esse sistema de informatização utiliza 68            estacionária.
                                                                                                               e) n.d.a.
computadores.                                     Quanto ao número de termos:                              Solução:
Além disso, professores, pesquisadores,           • (5, 15, 25, 35, 45, 55) é uma PA de 6 termos e               1+3n          31
                                                                                                           an = –––––– e an = –––
alunos e funcionários da UEA têm acesso à            razão r = 10. Toda PA de n.° de termos finito é              2n           20
                                                     limitada.                                              31   1+3n
produção científica mundial atualizada por                                                                 ––– = ––––– e ⇒ 62n = 20 + 60n
                                                  • (12, 10, 8, 6, 4, 2,...) é uma PA de infinitos          20     2n
meio do Portal de Periódicos da Capes.               termos e razão r = -2. Toda PA de n.° de              2n = 20 ⇒ n = 10 (n ∈ IN)
Trata-se de uma biblioteca virtual, de fácil         termos infinito é ilimitada.                          02. (MACK) Determine o valor de x para que os
acesso, oferecida pelo governo federal e          Propriedades:                                                 números log28, log2(x+9) e log2(x+7)
mantida pela Capes. O acervo do Portal                                                                          estejam, nessa ordem, em PA
                                                  • Numa PA, qualquer termo, a partir do segundo,
compreende mais de 9,5 mil periódicos                é a média aritmética do seu antecessor e do                a) x = 5           b) x = 3      c) x = -3
completos, 507 revistas científicas e bases          seu sucessor.                                              d) x = -5          e) n.d.a.
de dados brasileiros de acesso gratuito, 105      • Numa PA qualquer de número ímpar de                    Solução:
bases de dados referenciais e, ainda, seis           termos, o termo do meio (médio) é a média             (log28, log2(x+9) e log2(x+7)) PA
                                                     aritmética do primeiro termo e do último termo.       2log2(x+9) = log28 + log2(x+7)
bases de dados de patentes com cobertura                                                                              2                        2
internacional e outras fontes de informações      Exemplo:                                                 log2(x+9) =log28(x+7)⇒ x +18x+81= 8x+56
                                                                                                            2
                                                  Consideremos a PA(3, 6, 9, 12, 15, 18, 21) e o           x + 10x+25 = 0 ⇒ x = –5
acadêmicas.
                                                  termo médio é 12. Observemos que o termo                 03. (UFAM) Quantos são os números naturais
O foco da coleção do Portal são as publi-
                                                  médio é sempre a média aritmética do primeiro                 menores que 98 e divisíveis por 5?
cações periódicas. Completando essa               e do último, ou seja:                                         a) 15 números b) 20 números
coleção, estão incluídos importantes sítios                  3 + 21                                             c) 25 números d) 30 números
                                                           ––––––– = 12
com textos completos, destacando-se:                           2                                                e) n.d.a.
Biblioteca Nacional; Escola Paulista de           • A soma de dois termos eqüidistantes dos                Solução:
                                                    extremos de uma PA finita é igual à soma dos           (0, 5, 10,..................., 95) PA
Medicina; Domínio Público (Ministério da            extremos.
Educação), entre outros.                                                                                   a1 = 0; an = 95; r = 5
                                                  Exemplo:                                                 an = a1 + (n–1).r ⇒ 95 = 0 + (n–1).5
Os usuários autorizados para o acesso às                                                                   95 = (n–1).5 ⇒ 19 = n – 1 ⇒ n = 20
                                                  Consideremos a PA (3, 7, 11, 15, 19, 23, 27, 31).
coleções são professores permanentes,                                                                      Portanto a quantidade de termos é igual a 20.
temporários e visitantes, estudantes de                                                                    04. (UNIP) Numa PA crescente de 6 termos, a
graduação, pós-graduação e extensão,                                                                            soma dos termos de ordem ímpar é 27, e a
funcionários permanentes e temporários                                                                          soma dos termos de ordem par é 36.
vinculados oficialmente às instituições                                                                         Escreva essa PA
participantes do Portal.                                                                                   Solução:
Com o objetivo de qualificar equipes                                                                       (x–5r, x–3r, x–r, x+r, x+3r, x+5r) P   .A.
                                                  Termo Geral                                              x–5r + x–r + x+3r=27 ⇒ 3x–3r=27 ⇒ x–r=9
técnicas para o usos e a divulgação do
                                                  Uma PA de razão r pode ser escrita assim:                x–3r + x+r + x+5r=36 ⇒ 3x+3r=36 ⇒ x+r=12
Portal, são desenvolvidos treinamentos em         PA(a1, a2, a3, a4, ...., an–1 an)
todas as Unidades Acadêmicas da UEA, por          Portanto, o termo geral será:
meio de bibliotecárias capacitadas pela           an = a1 + (n – 1)r, para n ∈ N*
Capes, bem como treinamento por                                                                            Logo a PA é dada por: (3, 6, 9, 12, 15, 18) P.A.
                                                  Soma dos Termos de uma PA finita
representantes das editoras credenciadas.                                                                  05. (UEA) O perímetro de um triângulo retângulo
                                                  Consideremos a seqüência (2, 4, 6, 8, 10, 12,
                                                                                                               mede 24cm. Calcule as medidas dos lados,
                                                  14, 16, 18, 20). Trata-se de uma PA de razão 2.
                                                                                                               sabendo-se que elas estão em P   .A.



                                                                                                       2
a) 5cm, 9cm e 10cm b) 4cm, 6cm e 10cm                     Sn . q = a1 . q + a2 .q + .... + an-1 . q + an .q .




                                                                                                                          Desafio
        c) 4cm, 5cm e 15cm d) 5cm, 6cm e 13cm                     Logo, conforme a definição de PG, podemos
        e) n.d.a.                                                 reescrever a expressão acima como:
Solução:                                                          Sn . q = a2 + a3 + ... + an + an . q
(x–r, x, x+r)P      .A.                                           Observe que a2 + a3 + ... + an é igual a Sn – a1.
x–r + x + x+r = 24 ⇒ 3x = 24 ⇒ x = 8                              Logo, substituindo, vem:




                                                                                                                         Matemát  ico
8–r, 8, 8+r representam os lados de um triângulo                  Sn . q = Sn – a1 + an . q
retângulo.                                                        Daí, simplificando convenientemente,
       2        2              2
(8–r) + 8 = (8+r)                                                 chegaremos à seguinte fórmula da soma:
                   2                                2
64 –16r + r + 64 = 64 + 16r + r
32r = 64 ⇒ r = 2                                                        an . q – a1
Logo os lados são 6cm, 8cm e 10cm.                                Sn = ––––––––––
                                                                          q–1
                                                                                              n-1
06. (FGV) Ache a progressão aritmética em que                     Se substituirmos an = a1 . q , obteremos uma
        S10 = –65 e S20 = 170.                                    nova apresentação para a fórmula da soma, ou
                                                                  seja:
        a) (-20, -17, -14,..........)                                                                                   01. Se numa seqüência temos que f(1) =
        b) (-20, -15, -10,..........)                                      qn – a1
                                                                  Sn = a1 –––––––                                           3 e f (n + 1) = 2.f(n) + 1, então o valor
                                                                            q–1
        c) (-10, -17, -24,..........)                                                                                       de f(4) é:
        d) (-20, -17, -14,..........)                             Soma dos termos de uma PG decrescente e
        e) n.d.a                                                  ilimitada                                                 a) 4          b) 7            c) 15
Solução:                                                          Considere uma PG ILIMITADA ( infinitos termos)            d) 31         e) 42
                     (a1 + a10).10                                e decrescente. Nestas condições, podemos
S10=–65 ⇒ –––––––––––– = –65 ⇒ a1+a10=–13
                              2                                   considerar que no limite teremos an = 0.              02. O trigésimo primeiro termo de uma P    .
                     (a1 + a20).10                                Substituindo na fórmula anterior, encontraremos:          A. de 1.° termo igual a 2 e razão 3 é:
S20=170 ⇒ –––––––––––– = 170 ⇒ a1+a20=17
                              2
                                                                          a1
Logo a P é dada por (-20, -17, -14,..........)
              .A.                                                 S∞ = ––––––                                               a) 63          b) 65           c) 92
                                                                         q–1
2. Progressão geométrica( PG)                                                                                               d) 95          e) 102
Definição                                                                                                               03. O primeiro termo de uma progressão
Entenderemos por progressão geométrica – PG                                   Aplicações                                    aritmética, com a7 = 12 e razão igual a
– como qualquer seqüência de números reais
ou complexos, onde cada termo, a partir do                        01. (UFMG) Dados os números 1, 3 e 4, nesta               5 é:
segundo, é igual ao anterior, multiplicado por                        ordem, determine o número que se deve
                                                                                                                            a) –18           b) 18          c) 42
uma constante denominada razão.                                       somar a cada um deles para que se tenha
                                                                      uma progressão geométrica.                            d) –42           e) 2
Exemplos:
(1, 2, 4, 8, 16, 32, ... ) PG de razão 2                               a) –5          b) –6         c) –7               04. Três números positivos estão em
(5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, ... ) PG de razão 1                              d) –8          e) n.d.a.
(100, 50, 25, ... ) PG de razão 1/2                                                                                         progressão aritmética. A soma deles é
                                                                  Solução:                                                  12 e o produto 18. O termo do meio é:
(2, –6, 18, –54, 162, ...) PG de razão –3
                                                                  (x+1, x+3, x+4) P.G.
Fórmula do termo geral                                                 2
                                                                  (x+3) = (x+1).(x+4)                                       a) 2           b) 6            c) 5
                                                                   2            2
Seja a PG genérica: (a1, a2, a3, a4, ... , an, ... ) ,            x + 6x + 9 = x + 5x + 4 ⇒ x = –5                          d) 4           e) 3
onde a1 é o primeiro termo, e an é o n-ésimo
                                                                  02. (UEA) Numa P .G., o primeiro termo é 4 e o        05. A soma dos múltiplos de 3
termo, ou seja, o termo de ordem n. Sendo q a
razão da PG, da definição podemos escrever:                           quarto termo é 4000. Qual é a razão dessa             compreendidos entre 100 e 200 é:
a2= a1 . q                                                            P.G.
                                                 2
                                                                       a) 10          b) 20        c) 30                    a) 5000        b) 3950          c) 4000
a3= a2 . q = (a1 . q).q = a1 . q
                                2
a4= a3 . q = (a1 . q ).q = a1 . q
                                                  3
                                                                       d) 40          e) n.d.a.                             d) 4950        e) 4500
................................................                  Solução:
................................................
                                                                                                                        06. Um cinema possui 20 poltronas na
                                                                  a1 = 4 e a4 = 4000
Infere-se (deduz-se) que: an = a1 . q , que é
                                                      n-1
                                                                           3             3                                  primeira fila, 24 poltronas na Segunda
                                                                  a4 = a1.q ⇒ 4000 = 4. q
denominada fórmula do termo geral da PG.                           3
                                                                  q = 1000 ⇒ q = 10                                         fila, 28 na terceira fila, 32 na quarta fila
Genericamente, poderemos escrever:                                                                                          e as demais fileiras se compõem na
                 j-k
aj = a k . q                                                      03. (UFPA) Numa progressão geométrica, a                  mesma seqüência. Quantas filas são
Exemplos:                                                             diferença entre o 2.° e o 1.° termo é 9 e a
                                                                      diferença entre o 5.° e o 4.° termo é 576.            necessárias para a casa ter 800
a) Dada a PG (2,4,8,... ), pede-se calcular o                         Calcule o primeiro termo dessa progressão.            lugares?
    décimo termo.
    Temos: a1 = 2, q = 4/2 = 8/4 = ... = 2. Para                       a) 3          b) 4          c) 5                     a) 13            b) 14           c) 15
    calcular o décimo termo, ou seja, a10, vem                         d) 6          e) n.d.a.                              d) 16            e) 17
    pela fórmula:                                                 Solução:
                       9             9
    a10 = a1 . q = 2 . 2 = 2. 512 = 1024                                                                                07. Se a razão de uma P é maior que 1
                                                                                                                                                .G.
b)Sabe-se que o quarto termo de uma PG                                                                                      e o primeiro termo é negativo, a P é
                                                                                                                                                              .G.
    crescente é igual a 20, e o oitavo termo é                                                                              chamada:
    igual a 320. Qual a razão desta PG?
    Temos a4 = 20 e a8 = 320. Logo, podemos                                                                                 a) decrescente           b) crescente
                                      8–4
    escrever: a8 = a4 . q . Daí, vem:                                                                                       c) constante             d) alternante
                      4
    320 = 20.q                                                                                                              e) singular
                4
    Então q =16 e portanto q = 2.
Nota: Uma PG genérica de 3 termos, pode ser                       04. (UFAM) Inserindo- se quatro meios                 08. Em uma progressão geométrica, o
expressa como:                                                        geométricos entre a e 486, obtém-se uma
                                                                                                                            quinto termo é 24 e o oitavo termo é 3.
(x/q, x, xq), onde q é a razão da PG.                                 P de razão igual a 3. Qual o valor de a?
                                                                       .G.
                                                                                                                            A razão entre o sexto termo e o
Propriedades principais                                                  a) a = –2            b) a = 2  c) a = –3
                                                                         d) a = 3             e) n.d.a.
                                                                                                                            décimo é:
• Em toda PG, um termo é a média geométrica
                                                                  Solução:                                                  a) 4             b) 8           c) 1/8
    dos termos imediatamente anterior e posterior.
                                                                  (a,................, 486) P.G.                            d) 16            e) 1/16
Exemplo:
                                                                  q=3
PG (A, B, C, D, E, F, G)                                                         5                5
                          2
Temos então: B = A . C ; C = B . D ;
                                              2                   a6 = a1.q ⇒ 486 = a. 3 ⇒ a = 2                        09. Sabendo que a sucessão
   2                   2
D = C . E ; E = D . F, etc.                                       05. (FGV) Resolva a equação:                              (x – 2, x + 2, 3x – 2,...) é uma P.G.
• O produto dos termos eqüidistantes dos                              10x + 20x + 40x + .............+ 1280x =              crescente, então o quarto termo é :
    extremos de uma PG é constante.                                   7650, sabendo que os termos do 1.°                    a) 27          b) 64           c) 32
Exemplo:                                                              membro estão em P .G.
PG (A, B, C, D, E, F, G)                                                                                                    d) 16          e) 54
Temos então: A . G = B . F = C . E = D . D = D
                                                          2            a) x = -3            b) x = 3       c) x = 4
                                                                       d) x = -4            e) n.d.a.                   10. Dada a progressão geométrica
Soma dos n primeiros termos de uma PG                             Solução:                                                  1, 3, 9, 27,..., se a sua soma é 3280,
Seja a PG (a1, a2, a3, a4, ... , an , ...). Para o                (10x, 20x, ................, 1280x) P.G.                  então ela apresenta:
                                                                                    n–1
cálculo da soma dos n primeiros termos Sn ,                       1280x = 10x.2
vamos considerar o que segue:                                     128 = 2n-1 ⇒ n = 8                                        a) 9 termos        b) 8 termos c) 7 termos
Sn = a1 + a2 + a3 + a4 + ... + an-1 + an                          10x + 20x + 40x + .............+ 1280x = 7650             d) 6 termos        e) 5 termos
Multiplicando ambos os membros pela razão q,                      10x.(28 – 1)
                                                                  ––––––––––– = 7650 ⇒ x = 3
vem:                                                                 2–1



                                                              3
Desafio                                      Matemática

Matemát  ico
                                              Professor CLÍCIO
                                                                                                       Nomenclatura dos catetos
                                                                                                       Os catetos recebem nomes especiais de acordo
                                                                                                       com a sua posição em relação ao ângulo sob
                                                       Trigonometria no triângulo                      análise. Se estivermos operando com o ângulo
                                                                                                       C, então o lado oposto, indicado por c, é o
                                              1. Trigonometria:                                        cateto oposto ao ângulo C e o lado adjacente ao
                                              Trigonometria do Triângulo Retângulo                     ângulo C, indicado por b, é o cateto adjacente
                                               A trigonometria possui uma infinidade de                ao ângulo C.
                                              aplicações práticas. Desde a antiguidade, já se
01. Considere o triângulo retângulo           usava da trigonometria para obter distâncias
    representado na figura abaixo, onde       impossíveis de serem calculadas por métodos
    AB = 3 e AC = 4.                          comuns.
                                              Algumas aplicações da trigonometria são:
                                              Determinação da altura de um certo prédio.               Um dos objetivos da trigonometria é mostrar a
                                                                                                       utilidade do conceitos matemáticos no nosso
                                                                                                       cotidiano. Iniciaremos estudando as proprieda-
                                                                                                       des geométricas e trigonométricas no triângulo
                                                                                                       retângulo. O estudo da trigonometria é extenso
    O valor de cos ^ é:
                   C                                                                                   e minucioso.
                                                                                                       Propriedades do triângulo retângulo
    a) 4/5      b) 3/5        c) 5/3
                                                                                                       Ângulos: Um triângulo retângulo possui um
    d) 5/4      e) 3/4
                                                                                                       ângulo reto e dois ângulos agudos complemen-
02. Se um cateto e a hipotenusa de um                                                                  tares.
                                                                                                       Lados: Um triângulo retângulo é formado por
    triângulo medem a e 3a, respectiva-
                                                                                                       três lados, uma hipotenusa (lado maior) e outros
    mente, então o cosseno do ângulo                                                                   dois lados que são os catetos.
                                              Os gregos determinaram a medida do raio da
    oposto ao menor lado é:                                                                            Altura: A altura de um triângulo é um segmento
                                              Terra, por um processo muito simples.
    a)            b)                 c)       Seria impossível se medir a distância da Terra à         que tem uma extremidade num vértice e a outra
                                              Lua, porém com a trigonometria isso torna                extremidade no lado oposto ao vértice, sendo
                                              simples.                                                 que este segmento é perpendicular ao lado
    d)            e)                                                                                   oposto ao vértice. Existem 3 alturas no triângulo
                                              Um engenheiro precisa saber a largura de um rio
                                              para construir uma ponte, o trabalho dele é mais         retângulo, sendo que duas delas são os catetos.
03. Duas rodovias A e B encontram-se em                                                                A outra altura (ver gráfico acima) é obtida
    O, formando um ângulo de 30°. Na          fácil quando ele usa dos recursos trigonométricos.
                                              Um cartógrafo (desenhista de mapas) precisa              tomando a base como a hipotenusa, a altura
    rodovia A existe um posto de gasolina     saber a altura de uma montanha, o comprimento            relativa a este lado será o segmento AD,
    que dista 5km de O. O posto dista da      de um rio, etc. Sem a trigonometria ele demoraria        denotado por h e perpendicular à base.
    rodovia B:                                anos para desenhar um mapa.                              Funções trigonométricas básicas
                                              Tudo isto é possível calcular com o uso da               As Funções trigonométricas básicas são
    a) 5Km        b) 10Km        c) 2,5Km
                                              trigonometria do triângulo retângulo.                    relações entre as medidas dos lados do
    d) 15Km       e) 1,25Km
                                              Triângulo Retângulo                                      triângulo retângulo e seus ângulos. As três
04. Um retângulo com lados adjacentes         É um triângulo que possui um ângulo reto, isto           funções básicas mais importantes da
                                              é, um dos seus ângulos mede noventa graus,               trigonometria são: seno, cosseno e tangente. O
    medindo sen α e cos α, com 0<α<π/2,
                                              daí o nome triângulo retângulo. Como a soma              ângulo é indicado pela letra x.
    tem perímetro igual a   . A área desse
                                              das medidas dos ângulos internos de um
    retângulo é:                              triângulo é igual a 180°, então os outros dois
    a) 1/4        b) 3/5        c) 4/5        ângulos medirão 90°.
    d) 5/4        e) 4                        Observação: Se a soma de dois ângulos mede
                                              90°, estes ângulos são denominados
05. Sendo sen a + cos a = m, então            complementares, portanto podemos dizer que o
    sen a . cos a é igual a:                  triângulo retângulo possui dois ângulos
                         2                2
                                              complementares.
       m–1            m –1         m +1                                                                Tomando um triângulo retângulo ABC, com
    a) –––––      b) ––––––    c) ––––––      Lados de um triângulo retângulo                          hipotenusa H medindo 1 unidade, então o seno
         2               2           2
                                              Os lados de um triângulo retângulo recebem               do ângulo sob análise é o seu cateto oposto CO
       m+1            m                       nomes especiais. Estes nomes são dados de                e o cosseno do mesmo é o seu cateto adjacente
    d) –––––      e) ––––
         2             2                      acordo com a posição em relação ao ângulo                CA. Portanto a tangente do ângulo analisado
                                              reto. O lado oposto ao ângulo reto é a                   será a razão entre seno e cosseno desse ângulo.
06. Sabendo-se que cos x = 1/4 e que x é      hipotenusa. Os lados que formam o ângulo reto            2. Relações Trigonométricas
    um arco do 4.° quadrante, pode-se         (adjacentes a ele) são os catetos.
    afirmar que o valor real positivo de                                                               Relação fundamental
    y= [sec2x – secx . cos secx].[1 –                                                                  Para todo ângulo x (medido em radianos), vale
    cotgx]–1é:                                                                                         a importante relação: cos²(x) + sen²(x) = 1
                                                                                                       Fórmulas derivadas das fundamentais
    a) 132         b) 16          c) 49
    d) 1253        e) 43                                                                               Já sabemos as cinco fórmulas fundamentais da
                                                                                                       Trigonometria, a saber:
07. Se um ângulo é igual ao seu comple-                                                                Dado um arco trigonométrico x, temos:
    mento, então o seno deste ângulo é                                                                 Fórmula I – Relação Fundamental da
    igual a:                                                                                           Trigonometria.
                                                                                                           2       2
                                                                                                       sen x + cos x = 1
    a)           b)             c)                                                                                           2      2
                                                                                                       [o mesmo que (senx) + (cosx) = 1]
                                                                                                       Fórmula II – Tangente.
    d) 1         e)                           Para padronizar o estudo da Trigonometria,                     senx       1
                                              adotaremos as seguintes notações:                        tgx = ––––– = –––––– , com cosx ≠ 0
                                                                                                             cosx     cotgx
08. O valor de k que verifica simultanea-                                                              Fórmula III – Co-tangente.
    mente sec x = k/2 e tgx=         é:                                                                         cosx      1
                                                                                                       cotgx = ––––– = ––––, com senx ≠ 0
                                                                                                                senx     tgx
    a) 1       b) 2            c) 3                                                                    Fórmula IV – Secante.
    d) 4       e) 5                                                                                              1
                                                                                                       secx = ––––––, com cosx ≠ 0
                                                                                                               cosx




                                                                                                   4
Fórmula V – Co-secante.                                  AH = diâmetro da circunferência = 2R




                                                                                                               Desafio
             1                                           (R = raio)
cosecx = ––––––, com senx ≠ 0
           senx                                          AO = OH = raio da circunferência = R
Nota – Considere, nas fórmulas acima, a                  Medidas dos lados do triângulo ABC:
impossibilidade absoluta da divisão por ZERO.            AB = c, BC = a e AC = b.
Assim, por exemplo, se cosx = 0, não existe a            Para deduzir o teorema dos senos, vamos iniciar




                                                                                                              Matemát  ico
secante de x; se sen x = 0, não existe a cosec x.        observando que os ângulos H e B são
Para deduzir duas outras fórmulas muito                  congruentes, ou seja, possuem a mesma
importantes da Trigonometria, vamos partir da            medida, pois ambos estão inscritos no mesmo
fórmula I acima, inicialmente dividindo ambos            arco CA. Além disso, podemos afirmar que o
                     2
os membros por cos x ≠ 0. Teremos:                       ângulo ACH é reto (90°), pois AH é um diâmetro.
    2
 sen x
               2
            cos x       1                                Portanto o triângulo ACH é um triângulo
––––––– + –––––– = ––––––
    2          2          2                              retângulo.
 cos x      cos x    cos x                               Podemos então escrever:
Das fórmulas anteriores, concluiremos inevitavel-        sen H = sen B = cateto oposto/hipotenusa =
mente a seguinte fórmula que relaciona a tan-            AC / AH = b/2R.                                    01. Sendo O o centro da circunferência de
gente e a secante de um arco trigonométrico x:           Logo, fica: senB = b/2R e, portanto, b/senB=2R.        raio unitário, então x = BC vale:
  2             2
tg x + 1 = sec x                                         Analogamente, chegaríamos às igualdades
                                 2
Se em vez de dividirmos por cos x, dividíssemos          c/senC = 2R e a/senA = 2R
                           2
ambos os membros por sen x, chegaríamos a:               Como essas três expressões são todas iguais a
      2              2                                   2R, poderemos escrever finalmente:
cotg x + 1 = cosec x                                        A         B        C
                                                         –––––– = –––––– = ––––– = 2R
As duas fórmulas anteriores são muito                     senA      senB      senC
importantes para a solução de exercícios que             Essa expressão mostra que as medidas dos
comparecem nos vestibulares; merecem, por                lados de um triângulo qualquer são
isto, uma memorização. Aliás, as sete fórmulas           proporcionais aos senos dos ângulos opostos a
anteriores têm necessariamente de ser                    esses lados, sendo a constante de
memorizadas, e isso é apenas o início! A                 proporcionalidade igual a 2R, onde R é o raio da
Trigonometria, infelizmente, depende de                  circunferência circunscrita ao triângulo ABC.          a) 1          b) 0,8       c) 0,6
memorizações de fórmulas, mas, se você                   5. Lei dos Co-senos                                    d) 0,5        e) 0,4
souber deduzi-las, como estamos tentando                 Considere o triângulo ABC na figura abaixo:
mostrar aqui, as coisas ficarão muito mais                                                                  02. O valor de k, para o qual
fáceis! Portanto fique tranqüilo(a).                                                                            (cosx + senx)2 + k .senx. cos x – 1=0
                                                                                                                é uma identidade , é:
                                                                                                                a) –1       b) –2        c) 0
          Arapuca
                                                                                                                d) 1        e) 2
(UEA) Sendo sena + cosa = m, então sena.cosa
é igual a:                                                                                                  03. Simplificando a expressão
     a) (m-1)/2    b) (m + 1)/2   c) m/2
                                                         AH = altura do triângulo em relação à base CB.                                  , encontramos:
     d) (2m-1)/2 e) n.d.a.
Solução:                                                 Medidas dos lados: AC = b, AB = c e CB = a.
sena + cosa = m                                                                                                 a) E = 1 + senx
                                                         Podemos escrever no triângulo AHB:
               2
(sena + cosa) = m
                    2
                                                             2      2     2                                     b) 1
   2                       2    2                        AH + HB = c (Teorema de Pitágoras).                               2      2
sen a + 2sena.cos.a + cos a = m                                                                                 c) E = sen x – cos x
(sen2a + cos a) + 2sena.cos.a = m
              2                    2                     Analogamente, podemos aplicar o teorema de
                      2
                                                                                      2       2
                                                         Pitágoras no triângulo AHC: b = CH + AH
                                                                                                    2           d) E = 1 – senx
1 + 2sena.cos.a = m                                                                                                      cosx
                 2
sena.cosa = (m – 1)/2                                    Mas CH = CB – HB = a – HB                              e) E = –––––––––
                                                                      2         2     2
                                                         Portanto: b = (a - HB) + AH
                                                                     2     2             2      2
                                                                                                                         1+senx
(FGV) Simplificar a expressão:                                     b = a – 2.a.HB + HB + AH
   senx         cosx
–––––––––– + –––––––– .
                                                                            2    2
                                                         Observe que HB + AH = AB = c
                                                                                       2    2               04. Na figura abaixo, determinar o valor de
 1 + cotgx     1 + tgx                                                  2     2 2                               AB.
                                                         Então fica: b = a + c – 2.a.HB
              1
    a) ––––––––––––                                      No triângulo retângulo AHB, podemos escrever:
        senx + cosx
              1                                          cosB = cateto adjacente/hipotenusa = HB/c
    b) ––––––––––––                                      Daí, HB = c.cosB
        senx – cosx
          1                                              Substituindo, fica:
    c) ––––––                                              2    2      2
        senx                                             b = a + c – 2.a.c. cosB
          1                                              Da fórmula acima, concluímos que num
    c) ––––––
        cosx                                             triângulo qualquer, o quadrado da medida de
    e) n.d.a.                                            um lado é igual à soma dos quadrados das
Solução:                                                 medidas dos outros dois lados, menos o dobro
                                                         do produto das medidas desses lados pelo co-
                                                         seno do ângulo que eles formam.
                                                         Analogamente, poderemos escrever:
                                                           2    2      2
                                                         a = b + c – 2.b.c.cosA
                                                           2    2      2                                        a) 65         b) 45        c) 75
                                                         c = a + b – 2.a.b.cosC
                                                                                                                d) 25         e) 67
                                                         Em resumo:
                                                           2    2      2
                                                         a = b + c – 2.b.c.cosA                             05. Na figura abaixo, tem-se representado
                                                           2    2      2
                                                         b = a + c – 2.a.c.cosB                                 o losango ABCD, cuja diagonal menor
                                                           2    2      2
                                                         c = a + b – 2.a.b.cosC
                                                                                                                mede 4 cm.
4. Lei dos Senos
Considere a figura abaixo, em que se vê um                        Caiu no vestibular
triângulo ABC inscrito numa circunferência de raio
R. Observe que também podemos dizer que a                    (UEA) Num triângulo dois lados de
circunferência está circunscrita ao triângulo ABC.           medidas 4cm e 8cm formam entre si
                                                             um angulo de 60°. Qual a medida do
                                                             outro lado?
                                                             a)              b)            c)
                                                             d)             e) n.d.a.
                                                         Solução:                                               A medida do lado desse losango, em
                                                         Ora, sendo x a medida do terceiro lado, teremos:
                                                          2    2    2
                                                         x = 4 + 8 – 2.4.cos60° = 16 + 64 – 8.(1/2), já
                                                                                                                cm, é:
                                                         que cos60° = 1/2.                                      a)                b) 6     c)
                                                          2
                                                         x = 16 + 64 – 4 = 76
                                                                                                                d) 4              e)
Na figura acima, temos:                                  x=       cm



                                                     5
Desafio                                     Física
                                                                                                          o móvel percorre em 1s, 2s, 3s e 4s,
                                                                                                          respectivamente: d, 3d, 5d e 7d. Então:
                                                                                                          x = d + 3d = 4d
                                                Professor CARLOS Jennings                                 y = 5d + 7d = 12d




    Físico
                                                                                                                   x
                                                                                                          A razão ––– vale:
                                                                                                                   y
                                                                                                            x     4d      1
                                                        Movimentos de projéteis                           ––– = –––– = ––––
                                                                                                            y   12d       3
                                                Corpos que se movimentam nas imediações da                2. LANÇAMENTO VERTICAL
                                                superfície terrestre, sem contato com o solo e
                                                sujeitos apenas à atração gravitacional (força            Equações: origem no ponto de lançamento (S0 =
                                                peso), estão submetidos à mesma aceleração: a             0); trajetória orientada no sentido do movimento.
01. (UFSC) Duas bolinhas, A e B, partem         da gravidade (g).
    ao mesmo tempo de uma certa altura H        1. QUEDA LIVRE (MUV acelerado em trajetória
    acima do solo, sendo que A em queda            vertical).
    livre e B com velocidade vo na direção      Equações: origem no ponto inicial (S0 = 0);
    horizontal. Podemos afirmar que:            velocidade inicial nula (v0 = 0); resistência do ar
    a) A chega primeiro ao solo.                nula.
    b) B chega primeiro ao solo.
    c) A ou B chega primeiro, dependendo da
       altura.
    d) A ou B chega primeiro, dependendo da
       velocidade inicial vo de B.
    e) As duas chegam juntas.
                                                                                                                   Caiu no vestibular
02. (UFPR) Uma bola rola sobre uma mesa
    horizontal de 1,225m de altura e vai        As proporções de Galileu                                  (UEA) Se uma pedra é lançada verticalmente
    cair num ponto situado à distância de       A área de cada triângulo da figura abaixo é               para cima, a partir do solo, com velocidade
    2,5m, medida horizontalmente a partir       numericamente igual ao deslocamento d.                    inicial vo = 30m/s, ela atingirá uma altura
    da beirada da mesa. Qual a velocidade                                                                 máxima h, antes de voltar ao solo. Desprezando
    da bola, em m/s, no instante em que                                                                   o atrito com o ar e fazendo g = 10m/s2, o valor
    ela abandonou a mesa? (g = 9,8m/s2).
                                                                                                          de h será:
    a) 5m/s        b) 10m/s
                                                                                                               a) 45m        b) 35m
    c) 15m/s       d) 20m/s      e) 25m/s
                                                                                                               c) 20m        d) 10m         e) 5m
03. Um corpo de 2kg deve ser lançado                                                                      Solução:
    horizontalmente do alto de uma rampa                                                                  Na altura máxima, o móvel pára (v = 0). Então:
    de altura 45m, devendo atingir um                                                                     v = vo + gt ∴ 0 = 30 + 10 . t ∴ t = 3s
    buraco a 20m do pé da rampa. Qual
                                                                                                          A altura máxima atingida:
    deve ser o valor da velocidade de                                                                                   2                2
                                                Conclusão:                                                           gt              10.3
    lançamento?                                 Em tempos iguais e consecutivos, um móvel em              S= vo.t – ––– ∴ S= 30.3 – –––––– ∴ S=45m
    a) 12m/s    b) 10,5m/s    c) 8m/s           queda livre percorre distâncias cada vez maiores,                    2                2
    d) 7,6m/s   e) 6,6m/s                       na proporção dos ímpares consecutivos: no
                                                primeiro segundo, o móvel cai uma distância d;
04. Um jogador chuta uma bola com uma           no segundo seguinte, percorre 3d; no terceiro                      Arapuca
    velocidade inicial de 20m/s, sob um         segundo, 5d, e assim por diante.                          Um objeto de 2kg é lançado verticalmente para
    ângulo de 60° com a horizontal. Calcule                                                               baixo, com velocidade inicial de 20m/s. Atinge o
    a altura máxima que a bola irá atingir.
                                                                                                          solo 4s após o lançamento. De que altura o
    a) 5m       b) 10m                                   Caiu no vestibular                               corpo foi lançado? Com que velocidade ele
    c) 15m      d) 20m        e) 25m            (UEA) A expressão popular que afirma que o                atinge o solo?
                                                gato tem “sete vidas” justifica-se pelo fato de
05. (Fuvest-SP) Um gato, de um quilograma,      eles conseguirem se sair bem de algumas
                                                                                                          Solução:
    dá um pulo, atingindo uma altura de         situações difíceis. No caso de uma queda, por             A altura do lançamento:
    1,25m e caindo a uma distância de 1,5m      exemplo, eles podem atingir o chão, sem se                            gt
                                                                                                                         2
                                                                                                                                       10.16
    do local do pulo (g = 10m/s2). A            machucar, se a velocidade final for cerca de              S= vo.t – ––– ∴ S= 20.4 – –––––– ∴ S=160m
                                                                                                                      2                 2
    componente vertical da velocidade inicial   8m/s. De que altura máxima eles podem cair,
                                                                                                          A velocidade ao chegar ao solo:
    e a velocidade horizontal do gato valem,    sem o perigo de perder uma de suas “vidas”?
    respectivamente.                                                                                      v = vo + gt ∴ 20 + 10 . 4 ∴ v = 60m/s
                                                    a) 2,0m         b) 2,5m
                                                                                                          Importante: observe que a massa do corpo
    a) 5m/s e 1,5m/s     b) 1,5m/s e 5m/s           c) 3,2m        d) 4,0m      e) 4,5m
                                                                                                          (2kg) não interferiu na resposta.
    c) 5m/s e 15m/s      d) 0,5m/s e 1,5m/s     Solução:
    e) 5,5m/s e 1m/s                            Procuremos o tempo:                                       3. LANÇAMENTO HORIZONTAL
                                                v = vo + gt ∴ 8 = 0 + 10t ∴ t = 0,8s
06. Uma bola rola sobre uma mesa de                                                                       A partir de um ponto situado a uma altura h,
                                                Consideremos g = 10m/s2 e calculemos a altura:
    80cm de altura, com velocidade cons-             gt
                                                       2
                                                               10.(0,8)
                                                                       2                                  acima do solo, o móvel é lançado
    tante de 5m/s. Ao abandonar a mesa          S= –––– ∴ S= –––––––– ∴ S=3,2m                            horizontalmente e percorre uma trajetória
                                                     2            2
    (g = 10m/s2), a bola cai, tocando o                                                                   parabólica, que pode ser construída utilizando-
    solo no ponto situado, em relação à                                                                   se a composição de dois movimentos
    mesa:                                                Arapuca                                          independentes:
    a) 3m         b) 2m         c)1m            (UEA) Um corpo é abandonado em queda livre                a) Movimento horizontal – Nesse movimento, o
    d) 0,5m       e) 1,5m                       de uma determinada altura. Observa-se que, nos
                                                                                                             corpo percorre espaços iguais (designados
                                                dois primeiros segundos de seu movimento, ele
07. Uma pedra de 4kg é lançada                  cai x metros. Já nos dois segundos seguintes, o              por L, na Figura 2) em tempos iguais:
    verticalmente de baixo para cima, com       corpo desloca-se y metros. A razão x/y vale,                 movimento uniforme (velocidade constante).
    uma velocidade inicial de 80m/s. qual a     portanto:                                                 b) Movimento vertical – Nessa direção, o móvel
    altura máxima alcançada pela pedra?              a) 1             b) 1/2                                 está em queda livre (MUV acelerado) a partir
                                                     c) 1/3           d) 2           e) 3                    do repouso. Os deslocamentos verticais
    a) 320m       b) 220m       c) 120m
                                                Solução:
    d) 20m        e) Nenhuma é correta.                                                                      obedecem às Proporções de Galileu: 1d, 3d,
                                                O intervalo é de 4s. Pelas proporções de Galileu,
                                                                                                             5d, ..., (2n – 1)d.



                                                                                                      6
Desafio
                                                        Importante: o alcance é o mesmo para
                                                        diferentes corpos, lançados com a mesma
                                                        velocidade inicial e com ângulos de lançamento
                                                        complementares (aqueles cuja soma vale 90°).




                                                                                                                   Físico
                                                                                                             01. (PUC–SP) Você atira um corpo de
                                                                                                                 200g verticalmente para cima, a partir
                                                                                                                 do solo, e ele atinge uma altura de 3m
                                                                                                                 antes de começar a cair. Considerando
                                                                Arapuca                                          a aceleração da gravidade 9,8m/s2 e
Importante: para corpos lançados da mesma
altura, o tempo de queda é o mesmo,                     Um objeto é lançado obliquamente com uma                 nula a resistência do ar, a velocidade
independente das massas dos corpos e de suas            velocidade inicial de 100m/s, que forma com a            de lançamento foi de:
velocidades horizontais de lançamento                   horizontal um ângulo de 60°. Calcule a altura            a) 7,67m/s      b) 8,76m/s      c) 6,76m/s
(desprezando-se os efeitos do ar).                      máxima atingida pelo móvel e a distância do              d) 7m/s         e) 6m/s
                                                        ponto de lançamento ao ponto em que o móvel
                                                        toca o solo.                                         02. Um pára-quedista, quando a 120m do
         Aplicação                                      Solução:                                                 solo, deixa cair uma bomba, que leva
Uma bolinha rola por toda a extensão de uma             As componentes da velocidade valem:                      4s para atingir o solo. Qual a veloci-
mesa horizontal de 5m de altura e a abandona            vox=vo . cos θ =100 . cos 60°=100.0,5 =50 m/s            dade de descida do pára-quesdista?
com uma velocidade horizontal de 12m/s. Calcule         voy = vo . sen θ = 100 . sen 60°= 100 . 0,866 =          a) 1m/s         b) 2m/s      c) 5m/s
o tempo de queda e a distância do pé da mesa            86,6m/s                                                  d) 8m/s         e) 10m/s
ao ponto onde cairá a bolinha (g = 10m/s2).             Calculemos o tempo de subida, usando a
Solução:                                                expressão da velocidade vertical. No ponto mais      03. Um buriti cai do alto de um buritizeiro
Calculemos, inicialmente, o tempo de queda,             alto, vy = 0:                                            e, entre 1s e 2s, percorre 4,5m. As
                                                                        2
considerando apenas o movimento vertical                             gt                                          distâncias percorridas durante o
(queda livre – MUV acelerado):                          vy = voy – –––– ∴ 0 = 86,6 – 10t ∴ t= 8,66s
         2
                                                                     2                                           terceiro e o quarto segundos de
      gt        10 2          2                         A altura atingida pelo móvel (MUV retardado):            queda são, respectivamente:
H = ––– ∴ 5= ––– t ∴ 5= 5t ∴ t=1s                                       2
      2         2                                                    gt               10 . (8,66)2
                                                        h = voy – ––– = 86,6 . 8,66 – ––––––––– = 375m           a) 5,5m e 6,5m        b) 6,5m e 7,5m
Considerando agora o movimento horizontal                            2                     2
(uniforme), teremos:                                                                                             c) 7,5 e 10m          d) 7m e 10,5m
                                                        Calculemos o alcance (distância horizontal
       SH                                                                                                        e) 7,5m e 10,5m
vH = ––– ∴ SH = vH.t = 12 . 1 =12m                      percorrida em MU). O tempo é o de subida mais
        t                                               o de descida (8,66s + 8,66s):                        04. Um corpo em queda livre sujeita-se à
(o corpo cairá a 12m do pé da mesa).                    Sh = vox . t = 50 . 17,32 = 866m                         aceleração gravitacional de 10m/s2.
4. LANÇAMENTO OBLÍQUO                                                                                            Ele passa por um ponto A com
A velocidade de lançamento forma com a                                                                           velocidade de 10m/s e por um ponto
horizontal um ângulo distinto de 0° e de 90°.                   Exercícios                                       B com velocidade de 50m/s. A
                                                                                                                 distância entre os pontos A e B é de:
                                                        01. (PUC-RJ) Uma pedra é lançada
                                                                                                                 a) 100m         b) 120m        c) 140m
                                                            verticalmente para cima. No ponto
                                                            mais alto da trajetória, pode-se dizer               d) 160m         e) 240m
                                                            que a sua velocidade v e a sua                   05. (FESP–PE) Do alto de um edifício,
                                                            aceleração a têm os seguintes valores,               abandona-se uma bola de ferro que
                                                            em módulo:                                           durante o último segundo percorre
                                                            a) v = 0 e a = 0     b) v = g e a = 0                25m. A altura do edifício vale, em
A velocidade Vo pode ser decomposta em duas                 c) v = a             d) v = 0 e a = g                metros:
componentes: Vox (componente da velocidade                  e) v = 0 e a = g/2
no eixo dos x) e Voy (componente da velocidade                                                                   a) 45        b) 40
no eixo dos y):                                         02. De um ponto a 20m do solo, lança-se,                 c) 35        d) 80         e) 125
Vox = vo . cos θ                                            verticalmente para cima, um objeto
                                                            com velocidade inicial de 10m/s.                 06. Um ouriço de castanha desprendeu-se
Voy = vo . sen θ
                                                            Despreze a resistência do ar e                       do alto de uma castanheira de 20m. O
O lançamento oblíquo resulta da composição de
                                                            considere g = 10m/s2. Considere as                   tempo de queda e a velocidade do
dois movimentos independentes:
a) Movimento horizontal – Esse movimento é                  afirmativas:                                         ouriço ao chegar ao solo são,
   uniforme, uma vez que Vox é constante                    I. A altura máxima atingida é de 25m, em             respectivamente:
   (desprezando-se a resistência do ar).                         relação ao solo.                                a) 2s e 20m/s         b) 20s e 2m/s
b) Movimento vertical – Nesse movimento, a                  II. O objeto atinge o solo com velocidade
                                                                                                                 c) 3s e 30m/s         d) 4s e 40m/s
   velocidade é variável, pois o corpo está                      de 10m/s, em módulo.
                                                                                                                 e) 5s e 50m/s
   sujeito à aceleração da gravidade: na subida,            III. O tempo, do lançamento até o retorno
   o movimento é retardado (velocidade e                         ao solo, é de 2s.                           07. Do alto de uma torre, um garoto deixa
   aceleração têm sentidos contrários); na                  São corretas:                                        cair uma pedra, que demora 2s para
   descida, o movimento é acelerado                         a) Apenas a I. b) Apenas a II.                       chegar ao solo. Qual a altura dessa
   (velocidade e aceleração têm sentidos iguais).           c) Apenas a III. d) I e II.       e) II e III.       torre?
                                                        03. (Udesc-SC) Um jogador de basquete                    a) 10m       b) 20m
                                                            arremessa uma bola verticalmente                     c) 30m       d) 40m            e) 50m
                                                            para cima, com velocidade inicial de
                                                            15m/s. Sabendo-se que a bola subiu               08. Uma pedra é arremessada
                                                            durante 1,5s, calcule, em metros, a                  verticalmente para cima, com
                                                            altura máxima que ela atingiu a partir               velocidade inicial de 30m/s. Calcule a
                                                            do seu ponto de lançamento,                          altura máxima que ela atinge?
                                                            desprezando a resistência do ar.
                                                                                                                 a) 15m          b) 25m
                                                            a) 10,5m        b) 11,25m      c) 12,5m              c) 35m          d) 45m        e) 55m
                                                            d) 13m          e) 14,4m



                                                    7
Física
                                                                                                                       →
                                                                                                        c) Trabalho de Fat (θ = 180°):




       Anota
                                                                                                        τ Fat = Fat.d.cos180° = 10.10.(−1) = −100J
                                                                                                        (trabalho resistente).
                                               Professor CARLOS Jennings                                Energia Mecânica – Chamamos de Energia
                                                                                                        Mecânica a todas as formas de energia




        Aí!
                                                                                                        relacionadas com o movimento de corpos ou
                                                                                                        com a capacidade de colocá-los em movimento
                                                        Trabalho e Energia                              ou deformá-los. É dada pela soma das energias
                                                                                                        cinética e potencial: Em = Ec + Ep
                                               O conceito científico de trabalho nem sempre
                                                                                                        Energia Cinética – Energia associada ao movi-
                                               coincide com o que se pensa vulgarmente
                                                                                                        mento. É uma grandeza escalar que depende da
                                               sobre trabalho (geralmente tido como “qualquer
                                                                                                        massa e do quadrado da velocidade do corpo:
                                               esforço do corpo ou da mente”).
                                                                                                                mv2
                                               Para a Física, Trabalho é a medida das transfor-         Ec = ––––––
                                               mações de energia causadas por uma força sobre                     2
                                               um sistema. Energia é um conceito muito abran-           Energia Potencial Gravitacional – Energia
                                               gente e, por isso mesmo, muito abstrato e difícil        armazenada associada à posição do corpo;
                                               de ser definido de um modo preciso. Usando               pode permanecer armazenada indefinidamente,
                                               apenas a experiência do nosso cotidiano, podería-        ou ser utilizada a qualquer momento na
                                               mos conceituar energia como algo que é capaz             produção de movimento, ou seja, pode ser
                                               de originar mudanças no mundo.                           transformada, no todo ou em parte, em energia
                                               Podemos dizer que a presença de energia num              cinética: Ep = m.g.h
                                               dado sistema físico encerra a possibilidade              Energia Potencial Elástica
                                               de que se produza movimento. Por exemplo: a
                                                                                                        É a energia armazenada em uma mola
                                               energia armazenada por uma pessoa, a partir
                                                                                                        comprimida ou distendida. Matematicamente:
                                               dos alimentos, permite que ela se movimente e
                                                                                                                 kx2
                                               mova outros corpos.                                      Epe = –––––, onde k é a constante elástica e x é
                                                          τ
                                               Trabalho (τ) de uma força constante – Se uma                       2
                                                     →
                                               força F constante atua em uma partícula,                 a deformação da mola (quanto a mola foi compri-
                                                                              →
                                               produzindo um deslocamento d. O trabalho                 mida ou distendida).
                                               realizado por essa força é dado por:                     Teorema da Energia Cinética – O trabalho da
                                               τ =F.d.cos θ                                             força resultante é igual à variação de energia
                                               F = módulo da força aplicada ao corpo;                   cinética: τ = ∆Ec = Efinal − Einicial
                                               d = módulo do deslocamento;                              Princípio da Conservação da Energia
                                                                  →  →
                                               θ = ângulo entre F e d.                                  Mecânica – Uma força é chamada conservativa,
O Sol ocupa uma posição central no             Unidade de trabalho (SI) – O joule: trabalho             quando pode devolver o trabalho realizado para
mosaico energético da Terra. A energia         realizado por uma força de 1 newton, ao                  vencê-la. Desse modo, o peso de um corpo e a
dele emanada induz a formação de todas         deslocar um corpo por 1 metro (1J = 1N . 1m).            força elástica são exemplos desse tipo de força.
as outras formas de energia, exceto a                                                                   No entanto a força de atrito cinético, que não
nuclear.                                                                                                pode devolver o trabalho realizado para vencê-
A energia solar dá causa aos movimentos                                                                 la, é uma força não-conservativa, ou dissipativa
dos ventos e das águas, que são formas
                                                                                                        (degrada energia mecânica).
de energia mecânica. Essa energia
                                                                                                        Em um sistema no qual só atuam forças conser-
alimenta as usinas e os moinhos para a         Dependendo do valor de θ, o trabalho de uma
                                                                                                        vativas (sistema conservativo), a energia mecânica
geração de energia elétrica que chega às       força pode ser:
                                                                                                        se conserva, isto é, mantém-se com o mesmo
nossas casas, a qual, por seu turno, é         a) Positivo (trabalho motor) – A força “contribui”
                                                                                                        valor em qualquer momento, alternando-se nas
transformada em energia térmica (no               com o deslocamento.
                                                                                                        suas formas cinética e potencial (gravitacional ou
chuveiro), em energia mecânica (no             b) Negativo (trabalho resistente) – A força atua
                                                                                                        elástica).
movimento do liquidificador), em energia          em oposição ao deslocamento.
luminosa (nas lâmpadas), etc. É pela           c) Nulo – A força é perpendicular ao sentido do
energia de radiação provinda do Sol que           deslocamento do corpo.                                           Aplicação
se formam os ventos e se aquecem os            Importante: o trabalho de uma força perpen-
rios, realizando-se, assim, o ciclo da                                                                  Uma pedra de 2kg é abandonada de uma altura
                                               dicular ao deslocamento é sempre nulo.
água, que vai propulsionar usinas as                                                                    de 8m em relação ao solo. Calcule a energia
hidroelétricas.                                                                                         cinética e a velocidade de que estará dotada a
Como se não bastassem todas as formas                    Aplicação                                      pedra ao atingir o solo? (Despreze a resistência
de energia que derivam do Sol, a energia       Um corpo movimenta-se por 10m sobre uma                  do ar e considere g = 10m/s2).
de radiação ainda pode ser usada               superfície horizontal sob a ação das forças              Solução:
diretamente para produzir energia              constantes indicadas na figura. Calcule o                a) Ec = Ep ∴ Ec = mgh = 2.10.8 = 160J (ao
elétrica, por meio das células                 trabalho de cada uma das forças atuantes no              atingir o solo, a pedra terá uma energia cinética
fotoelétricas, e também como energia           corpo. Dados: P = 100N; F = 50N; Fat = 10N;              que corresponde à energia potencial que tinha
termoelétrica, por meio do calor.              cos 60° = 0,5; cos 90° = 0; cos 180° = −1.               quando iniciou a queda).
Utilizar energia solar como fonte de
                                                                                                                   mv2            2.v2
energia elétrica pode resolver muitos                                                                   b) Ec = –––– ∴ 160 = –––– ∴v =          =12,6m/s
                                                                                                                   2              2
problemas da vida moderna, em que,
indiscriminadamente, fabricam-se                                                                        IMPULSO E MOMENTO LINEAR
                                                                                                                                         →
equipamentos e máquinas movidos a                                                                       Um corpo recebe um impulso ( I ) quando é
eletricidade.                                  Solução:                                                 solicitado por uma força durante um certo
                                                  →   →
A utilização de células fotoelétricas para a   a) P e N são perpendiculares ao deslocamento             intervalo de tempo.
produção de energia elétrica também            (θ = 90º):
                                                                                                                                            →
                                                                                                        Impulso de uma força constante: I = F∆t
                                                                                                                                                →
                                                                                                                                                  ∆
pode representar uma alternativa em            τP = P.d.cos90° = 100.10.0 = 0                           – É uma grandeza vetorial (possui módulo,
regiões de difícil acesso como a               τN = N.d.cos90° = 0                                         direção e sentido).
                                                              →
Amazônia, onde o fornecimento de               b) Trabalho de F (θ = 60°):                              – Tem módulo proporcional ao módulo de F
                                                                                                                                                    →


energia solar é abundante o ano inteiro.       τF = F.d.cos60° = 50. 10. 0,5 = 250J (trabalho              (quanto maior a força, maior o impulso).
                                                                                                                                                      →
                                               motor);                                                  – Tem sempre direção e sentido iguais aos de F.


                                                                                                    8
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Fis mat trabalho e energia

  • 1. • Matemática – Progressões pg. 02 • Matemática – Trigonometria no triângulo pg. 04 Casas de farinha representam • Física – Movimentos de projéteis fonte de renda para o homem sustento familiar e do interior pg. 06 • Física – Trabalho e Energia pg. 08 • Literatura – Realismo e Naturalismo I pg. 10 o ecânica d e Ferr em energia m strada do r da Eor transforma vapo cal aa Máquin a Mamoré : Madeir –
  • 2. Acervo de Matemática Suponhamos que se queira calcular a soma dos termos dessa seqüência, isto é, a soma dos 10 bibliotecas registra termos da PA(2, 4, 6, 8, ..., 18, 20). Poderíamos obter esta soma manualmente, ou Professor CLÍCIO seja, 2+4+6+8+10+12+14+16+18+20 =110. Mas se tivéssemos de somar 100, 200, 500 ou crescimento 1000 termos? Manualmente seria muito demorado. Por isso, precisamos de um modo mais prático para somarmos os termos de uma Progressões PA. Na PA( 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20) de 700% observe: 1. Progressão aritmética ( P .A.) a1+a10 = 2 + 20 = 22 Definição a2+a9 = 4 + 18 = 22 Consideremos a seqüência ( 2, 4, 6, 8, 10, 12, a3+a8 = 6 + 16 = 22 14, 16). a4+a7 =8 + 14 = 22 Ao ingressar na Universidade do Estado do Observamos que, a partir do segundo termo, a a5+a6 = 10 + 12 = 22 Amazonas, o aluno tem acesso a um rico diferença entre qualquer termo e seu antecessor Note que a soma dos termos eqüidistantes é é sempre a mesma: constante (sempre 22) e apareceu exatamente 5 acervo bibliográfico. Em cinco anos, o 4 – 2 = 6 – 4 = 10 – 8 = 14 – 12 = 16 – 14 = 2 vezes (metade do número de termos da PA, número de títulos disponíveis cresceu mais Seqüências como esta são denominadas progres- porque somamos os termos dois a dois). Logo, de 700%. Em 2001, eram 3.661 títulos e sões aritméticas (PA). A diferença constante é devemos, em vez de somarmos termo a termo, 8.235 exemplares. Em 2006, já são 29.058 chamada de razão da progressão e costuma ser fazermos apenas 5 x 22 = 110, e assim, títulos e 95.180 exemplares. representada por r. Na PA dada temos r = 2. determinamos S10 = 110 (soma dos 10 termos). Podemos, então, dizer que: E agora, se fosse uma progressão de 100 termos, A esse acervo, soma-se o material didático Progressão aritmética é a seqüência numérica como a PA(1, 2, 3, 4,...,100), como faríamos? disponível em todos os 61 municípios do onde, a partir do primeiro termo, todos são Procederemos do mesmo modo. A soma do a1 interior do Amazonas disponível para os obtidos somando uma constante chamada razão. com a100 vale 101 e esta soma vai-se repetir 50 alunos dos cursos ministrados pela UEA Notação vezes (metade de 100), portanto pelo Sistema Presencial Mediado (Proformar, Considere a P ( a1, a2, a3, a4, ...., an) .A. S100 = 101x50 = 5050. Onde: Então, para calcular a soma dos n termos de Ciência Política e Licenciatura em a1= primeiro termo uma PA, somamos o primeiro com o último Matemática). an = último termo, termo geral ou n-ésimo termo e esta soma irá se repetir n/2 vezes. A rede de serviços é composta por uma termo Assim, podemos escrever: Biblioteca Central, nove bibliotecas setoriais, n = número de termos(se for uma PA finita) n Sn = (a1 + an) –––– nove bibliotecas de núcleos e 37 mini- r = razão 2 bibliotecas. Classificação A Biblioteca da UEA é informatizada e utiliza Quanto à razão: • (5, 10, 15, 20, 25, 30) é uma PA de razão Aplicações o sistema Pergamun, que permite ao aluno r = 5. Toda PA de razão positiva (r > 0) é pesquisar e fazer reservas e renovações de crescente. 01. (FGV) Verifique se 31/20 é termo da títulos via Internet. O Pergamun já é utilizado • (12, 9, 6, 3, 0, -3) é uma PA de razão r = -3. sucessão. em cerca de 48 instituições de nível superior Toda PA de razão negativa (r < 0) é 1+3n an = –––––– 2n do País, o que possibilita aos alunos da UEA decrescente. a) décimo termo; b) quarto termo; consulta ao acervo dessas instituições. Todo • (2, 2, 2, 2, 2,...) é uma PA de razão r = 0. c) sexto termo; d) oitavo termo; Toda PA de razão nula (r = 0) é constante ou esse sistema de informatização utiliza 68 estacionária. e) n.d.a. computadores. Quanto ao número de termos: Solução: Além disso, professores, pesquisadores, • (5, 15, 25, 35, 45, 55) é uma PA de 6 termos e 1+3n 31 an = –––––– e an = ––– alunos e funcionários da UEA têm acesso à razão r = 10. Toda PA de n.° de termos finito é 2n 20 limitada. 31 1+3n produção científica mundial atualizada por ––– = ––––– e ⇒ 62n = 20 + 60n • (12, 10, 8, 6, 4, 2,...) é uma PA de infinitos 20 2n meio do Portal de Periódicos da Capes. termos e razão r = -2. Toda PA de n.° de 2n = 20 ⇒ n = 10 (n ∈ IN) Trata-se de uma biblioteca virtual, de fácil termos infinito é ilimitada. 02. (MACK) Determine o valor de x para que os acesso, oferecida pelo governo federal e Propriedades: números log28, log2(x+9) e log2(x+7) mantida pela Capes. O acervo do Portal estejam, nessa ordem, em PA • Numa PA, qualquer termo, a partir do segundo, compreende mais de 9,5 mil periódicos é a média aritmética do seu antecessor e do a) x = 5 b) x = 3 c) x = -3 completos, 507 revistas científicas e bases seu sucessor. d) x = -5 e) n.d.a. de dados brasileiros de acesso gratuito, 105 • Numa PA qualquer de número ímpar de Solução: bases de dados referenciais e, ainda, seis termos, o termo do meio (médio) é a média (log28, log2(x+9) e log2(x+7)) PA aritmética do primeiro termo e do último termo. 2log2(x+9) = log28 + log2(x+7) bases de dados de patentes com cobertura 2 2 internacional e outras fontes de informações Exemplo: log2(x+9) =log28(x+7)⇒ x +18x+81= 8x+56 2 Consideremos a PA(3, 6, 9, 12, 15, 18, 21) e o x + 10x+25 = 0 ⇒ x = –5 acadêmicas. termo médio é 12. Observemos que o termo 03. (UFAM) Quantos são os números naturais O foco da coleção do Portal são as publi- médio é sempre a média aritmética do primeiro menores que 98 e divisíveis por 5? cações periódicas. Completando essa e do último, ou seja: a) 15 números b) 20 números coleção, estão incluídos importantes sítios 3 + 21 c) 25 números d) 30 números ––––––– = 12 com textos completos, destacando-se: 2 e) n.d.a. Biblioteca Nacional; Escola Paulista de • A soma de dois termos eqüidistantes dos Solução: extremos de uma PA finita é igual à soma dos (0, 5, 10,..................., 95) PA Medicina; Domínio Público (Ministério da extremos. Educação), entre outros. a1 = 0; an = 95; r = 5 Exemplo: an = a1 + (n–1).r ⇒ 95 = 0 + (n–1).5 Os usuários autorizados para o acesso às 95 = (n–1).5 ⇒ 19 = n – 1 ⇒ n = 20 Consideremos a PA (3, 7, 11, 15, 19, 23, 27, 31). coleções são professores permanentes, Portanto a quantidade de termos é igual a 20. temporários e visitantes, estudantes de 04. (UNIP) Numa PA crescente de 6 termos, a graduação, pós-graduação e extensão, soma dos termos de ordem ímpar é 27, e a funcionários permanentes e temporários soma dos termos de ordem par é 36. vinculados oficialmente às instituições Escreva essa PA participantes do Portal. Solução: Com o objetivo de qualificar equipes (x–5r, x–3r, x–r, x+r, x+3r, x+5r) P .A. Termo Geral x–5r + x–r + x+3r=27 ⇒ 3x–3r=27 ⇒ x–r=9 técnicas para o usos e a divulgação do Uma PA de razão r pode ser escrita assim: x–3r + x+r + x+5r=36 ⇒ 3x+3r=36 ⇒ x+r=12 Portal, são desenvolvidos treinamentos em PA(a1, a2, a3, a4, ...., an–1 an) todas as Unidades Acadêmicas da UEA, por Portanto, o termo geral será: meio de bibliotecárias capacitadas pela an = a1 + (n – 1)r, para n ∈ N* Capes, bem como treinamento por Logo a PA é dada por: (3, 6, 9, 12, 15, 18) P.A. Soma dos Termos de uma PA finita representantes das editoras credenciadas. 05. (UEA) O perímetro de um triângulo retângulo Consideremos a seqüência (2, 4, 6, 8, 10, 12, mede 24cm. Calcule as medidas dos lados, 14, 16, 18, 20). Trata-se de uma PA de razão 2. sabendo-se que elas estão em P .A. 2
  • 3. a) 5cm, 9cm e 10cm b) 4cm, 6cm e 10cm Sn . q = a1 . q + a2 .q + .... + an-1 . q + an .q . Desafio c) 4cm, 5cm e 15cm d) 5cm, 6cm e 13cm Logo, conforme a definição de PG, podemos e) n.d.a. reescrever a expressão acima como: Solução: Sn . q = a2 + a3 + ... + an + an . q (x–r, x, x+r)P .A. Observe que a2 + a3 + ... + an é igual a Sn – a1. x–r + x + x+r = 24 ⇒ 3x = 24 ⇒ x = 8 Logo, substituindo, vem: Matemát ico 8–r, 8, 8+r representam os lados de um triângulo Sn . q = Sn – a1 + an . q retângulo. Daí, simplificando convenientemente, 2 2 2 (8–r) + 8 = (8+r) chegaremos à seguinte fórmula da soma: 2 2 64 –16r + r + 64 = 64 + 16r + r 32r = 64 ⇒ r = 2 an . q – a1 Logo os lados são 6cm, 8cm e 10cm. Sn = –––––––––– q–1 n-1 06. (FGV) Ache a progressão aritmética em que Se substituirmos an = a1 . q , obteremos uma S10 = –65 e S20 = 170. nova apresentação para a fórmula da soma, ou seja: a) (-20, -17, -14,..........) 01. Se numa seqüência temos que f(1) = b) (-20, -15, -10,..........) qn – a1 Sn = a1 ––––––– 3 e f (n + 1) = 2.f(n) + 1, então o valor q–1 c) (-10, -17, -24,..........) de f(4) é: d) (-20, -17, -14,..........) Soma dos termos de uma PG decrescente e e) n.d.a ilimitada a) 4 b) 7 c) 15 Solução: Considere uma PG ILIMITADA ( infinitos termos) d) 31 e) 42 (a1 + a10).10 e decrescente. Nestas condições, podemos S10=–65 ⇒ –––––––––––– = –65 ⇒ a1+a10=–13 2 considerar que no limite teremos an = 0. 02. O trigésimo primeiro termo de uma P . (a1 + a20).10 Substituindo na fórmula anterior, encontraremos: A. de 1.° termo igual a 2 e razão 3 é: S20=170 ⇒ –––––––––––– = 170 ⇒ a1+a20=17 2 a1 Logo a P é dada por (-20, -17, -14,..........) .A. S∞ = –––––– a) 63 b) 65 c) 92 q–1 2. Progressão geométrica( PG) d) 95 e) 102 Definição 03. O primeiro termo de uma progressão Entenderemos por progressão geométrica – PG Aplicações aritmética, com a7 = 12 e razão igual a – como qualquer seqüência de números reais ou complexos, onde cada termo, a partir do 01. (UFMG) Dados os números 1, 3 e 4, nesta 5 é: segundo, é igual ao anterior, multiplicado por ordem, determine o número que se deve a) –18 b) 18 c) 42 uma constante denominada razão. somar a cada um deles para que se tenha uma progressão geométrica. d) –42 e) 2 Exemplos: (1, 2, 4, 8, 16, 32, ... ) PG de razão 2 a) –5 b) –6 c) –7 04. Três números positivos estão em (5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, ... ) PG de razão 1 d) –8 e) n.d.a. (100, 50, 25, ... ) PG de razão 1/2 progressão aritmética. A soma deles é Solução: 12 e o produto 18. O termo do meio é: (2, –6, 18, –54, 162, ...) PG de razão –3 (x+1, x+3, x+4) P.G. Fórmula do termo geral 2 (x+3) = (x+1).(x+4) a) 2 b) 6 c) 5 2 2 Seja a PG genérica: (a1, a2, a3, a4, ... , an, ... ) , x + 6x + 9 = x + 5x + 4 ⇒ x = –5 d) 4 e) 3 onde a1 é o primeiro termo, e an é o n-ésimo 02. (UEA) Numa P .G., o primeiro termo é 4 e o 05. A soma dos múltiplos de 3 termo, ou seja, o termo de ordem n. Sendo q a razão da PG, da definição podemos escrever: quarto termo é 4000. Qual é a razão dessa compreendidos entre 100 e 200 é: a2= a1 . q P.G. 2 a) 10 b) 20 c) 30 a) 5000 b) 3950 c) 4000 a3= a2 . q = (a1 . q).q = a1 . q 2 a4= a3 . q = (a1 . q ).q = a1 . q 3 d) 40 e) n.d.a. d) 4950 e) 4500 ................................................ Solução: ................................................ 06. Um cinema possui 20 poltronas na a1 = 4 e a4 = 4000 Infere-se (deduz-se) que: an = a1 . q , que é n-1 3 3 primeira fila, 24 poltronas na Segunda a4 = a1.q ⇒ 4000 = 4. q denominada fórmula do termo geral da PG. 3 q = 1000 ⇒ q = 10 fila, 28 na terceira fila, 32 na quarta fila Genericamente, poderemos escrever: e as demais fileiras se compõem na j-k aj = a k . q 03. (UFPA) Numa progressão geométrica, a mesma seqüência. Quantas filas são Exemplos: diferença entre o 2.° e o 1.° termo é 9 e a diferença entre o 5.° e o 4.° termo é 576. necessárias para a casa ter 800 a) Dada a PG (2,4,8,... ), pede-se calcular o Calcule o primeiro termo dessa progressão. lugares? décimo termo. Temos: a1 = 2, q = 4/2 = 8/4 = ... = 2. Para a) 3 b) 4 c) 5 a) 13 b) 14 c) 15 calcular o décimo termo, ou seja, a10, vem d) 6 e) n.d.a. d) 16 e) 17 pela fórmula: Solução: 9 9 a10 = a1 . q = 2 . 2 = 2. 512 = 1024 07. Se a razão de uma P é maior que 1 .G. b)Sabe-se que o quarto termo de uma PG e o primeiro termo é negativo, a P é .G. crescente é igual a 20, e o oitavo termo é chamada: igual a 320. Qual a razão desta PG? Temos a4 = 20 e a8 = 320. Logo, podemos a) decrescente b) crescente 8–4 escrever: a8 = a4 . q . Daí, vem: c) constante d) alternante 4 320 = 20.q e) singular 4 Então q =16 e portanto q = 2. Nota: Uma PG genérica de 3 termos, pode ser 04. (UFAM) Inserindo- se quatro meios 08. Em uma progressão geométrica, o expressa como: geométricos entre a e 486, obtém-se uma quinto termo é 24 e o oitavo termo é 3. (x/q, x, xq), onde q é a razão da PG. P de razão igual a 3. Qual o valor de a? .G. A razão entre o sexto termo e o Propriedades principais a) a = –2 b) a = 2 c) a = –3 d) a = 3 e) n.d.a. décimo é: • Em toda PG, um termo é a média geométrica Solução: a) 4 b) 8 c) 1/8 dos termos imediatamente anterior e posterior. (a,................, 486) P.G. d) 16 e) 1/16 Exemplo: q=3 PG (A, B, C, D, E, F, G) 5 5 2 Temos então: B = A . C ; C = B . D ; 2 a6 = a1.q ⇒ 486 = a. 3 ⇒ a = 2 09. Sabendo que a sucessão 2 2 D = C . E ; E = D . F, etc. 05. (FGV) Resolva a equação: (x – 2, x + 2, 3x – 2,...) é uma P.G. • O produto dos termos eqüidistantes dos 10x + 20x + 40x + .............+ 1280x = crescente, então o quarto termo é : extremos de uma PG é constante. 7650, sabendo que os termos do 1.° a) 27 b) 64 c) 32 Exemplo: membro estão em P .G. PG (A, B, C, D, E, F, G) d) 16 e) 54 Temos então: A . G = B . F = C . E = D . D = D 2 a) x = -3 b) x = 3 c) x = 4 d) x = -4 e) n.d.a. 10. Dada a progressão geométrica Soma dos n primeiros termos de uma PG Solução: 1, 3, 9, 27,..., se a sua soma é 3280, Seja a PG (a1, a2, a3, a4, ... , an , ...). Para o (10x, 20x, ................, 1280x) P.G. então ela apresenta: n–1 cálculo da soma dos n primeiros termos Sn , 1280x = 10x.2 vamos considerar o que segue: 128 = 2n-1 ⇒ n = 8 a) 9 termos b) 8 termos c) 7 termos Sn = a1 + a2 + a3 + a4 + ... + an-1 + an 10x + 20x + 40x + .............+ 1280x = 7650 d) 6 termos e) 5 termos Multiplicando ambos os membros pela razão q, 10x.(28 – 1) ––––––––––– = 7650 ⇒ x = 3 vem: 2–1 3
  • 4. Desafio Matemática Matemát ico Professor CLÍCIO Nomenclatura dos catetos Os catetos recebem nomes especiais de acordo com a sua posição em relação ao ângulo sob Trigonometria no triângulo análise. Se estivermos operando com o ângulo C, então o lado oposto, indicado por c, é o 1. Trigonometria: cateto oposto ao ângulo C e o lado adjacente ao Trigonometria do Triângulo Retângulo ângulo C, indicado por b, é o cateto adjacente A trigonometria possui uma infinidade de ao ângulo C. aplicações práticas. Desde a antiguidade, já se 01. Considere o triângulo retângulo usava da trigonometria para obter distâncias representado na figura abaixo, onde impossíveis de serem calculadas por métodos AB = 3 e AC = 4. comuns. Algumas aplicações da trigonometria são: Determinação da altura de um certo prédio. Um dos objetivos da trigonometria é mostrar a utilidade do conceitos matemáticos no nosso cotidiano. Iniciaremos estudando as proprieda- des geométricas e trigonométricas no triângulo retângulo. O estudo da trigonometria é extenso O valor de cos ^ é: C e minucioso. Propriedades do triângulo retângulo a) 4/5 b) 3/5 c) 5/3 Ângulos: Um triângulo retângulo possui um d) 5/4 e) 3/4 ângulo reto e dois ângulos agudos complemen- 02. Se um cateto e a hipotenusa de um tares. Lados: Um triângulo retângulo é formado por triângulo medem a e 3a, respectiva- três lados, uma hipotenusa (lado maior) e outros mente, então o cosseno do ângulo dois lados que são os catetos. Os gregos determinaram a medida do raio da oposto ao menor lado é: Altura: A altura de um triângulo é um segmento Terra, por um processo muito simples. a) b) c) Seria impossível se medir a distância da Terra à que tem uma extremidade num vértice e a outra Lua, porém com a trigonometria isso torna extremidade no lado oposto ao vértice, sendo simples. que este segmento é perpendicular ao lado d) e) oposto ao vértice. Existem 3 alturas no triângulo Um engenheiro precisa saber a largura de um rio para construir uma ponte, o trabalho dele é mais retângulo, sendo que duas delas são os catetos. 03. Duas rodovias A e B encontram-se em A outra altura (ver gráfico acima) é obtida O, formando um ângulo de 30°. Na fácil quando ele usa dos recursos trigonométricos. Um cartógrafo (desenhista de mapas) precisa tomando a base como a hipotenusa, a altura rodovia A existe um posto de gasolina saber a altura de uma montanha, o comprimento relativa a este lado será o segmento AD, que dista 5km de O. O posto dista da de um rio, etc. Sem a trigonometria ele demoraria denotado por h e perpendicular à base. rodovia B: anos para desenhar um mapa. Funções trigonométricas básicas Tudo isto é possível calcular com o uso da As Funções trigonométricas básicas são a) 5Km b) 10Km c) 2,5Km trigonometria do triângulo retângulo. relações entre as medidas dos lados do d) 15Km e) 1,25Km Triângulo Retângulo triângulo retângulo e seus ângulos. As três 04. Um retângulo com lados adjacentes É um triângulo que possui um ângulo reto, isto funções básicas mais importantes da é, um dos seus ângulos mede noventa graus, trigonometria são: seno, cosseno e tangente. O medindo sen α e cos α, com 0<α<π/2, daí o nome triângulo retângulo. Como a soma ângulo é indicado pela letra x. tem perímetro igual a . A área desse das medidas dos ângulos internos de um retângulo é: triângulo é igual a 180°, então os outros dois a) 1/4 b) 3/5 c) 4/5 ângulos medirão 90°. d) 5/4 e) 4 Observação: Se a soma de dois ângulos mede 90°, estes ângulos são denominados 05. Sendo sen a + cos a = m, então complementares, portanto podemos dizer que o sen a . cos a é igual a: triângulo retângulo possui dois ângulos 2 2 complementares. m–1 m –1 m +1 Tomando um triângulo retângulo ABC, com a) ––––– b) –––––– c) –––––– Lados de um triângulo retângulo hipotenusa H medindo 1 unidade, então o seno 2 2 2 Os lados de um triângulo retângulo recebem do ângulo sob análise é o seu cateto oposto CO m+1 m nomes especiais. Estes nomes são dados de e o cosseno do mesmo é o seu cateto adjacente d) ––––– e) –––– 2 2 acordo com a posição em relação ao ângulo CA. Portanto a tangente do ângulo analisado reto. O lado oposto ao ângulo reto é a será a razão entre seno e cosseno desse ângulo. 06. Sabendo-se que cos x = 1/4 e que x é hipotenusa. Os lados que formam o ângulo reto 2. Relações Trigonométricas um arco do 4.° quadrante, pode-se (adjacentes a ele) são os catetos. afirmar que o valor real positivo de Relação fundamental y= [sec2x – secx . cos secx].[1 – Para todo ângulo x (medido em radianos), vale cotgx]–1é: a importante relação: cos²(x) + sen²(x) = 1 Fórmulas derivadas das fundamentais a) 132 b) 16 c) 49 d) 1253 e) 43 Já sabemos as cinco fórmulas fundamentais da Trigonometria, a saber: 07. Se um ângulo é igual ao seu comple- Dado um arco trigonométrico x, temos: mento, então o seno deste ângulo é Fórmula I – Relação Fundamental da igual a: Trigonometria. 2 2 sen x + cos x = 1 a) b) c) 2 2 [o mesmo que (senx) + (cosx) = 1] Fórmula II – Tangente. d) 1 e) Para padronizar o estudo da Trigonometria, senx 1 adotaremos as seguintes notações: tgx = ––––– = –––––– , com cosx ≠ 0 cosx cotgx 08. O valor de k que verifica simultanea- Fórmula III – Co-tangente. mente sec x = k/2 e tgx= é: cosx 1 cotgx = ––––– = ––––, com senx ≠ 0 senx tgx a) 1 b) 2 c) 3 Fórmula IV – Secante. d) 4 e) 5 1 secx = ––––––, com cosx ≠ 0 cosx 4
  • 5. Fórmula V – Co-secante. AH = diâmetro da circunferência = 2R Desafio 1 (R = raio) cosecx = ––––––, com senx ≠ 0 senx AO = OH = raio da circunferência = R Nota – Considere, nas fórmulas acima, a Medidas dos lados do triângulo ABC: impossibilidade absoluta da divisão por ZERO. AB = c, BC = a e AC = b. Assim, por exemplo, se cosx = 0, não existe a Para deduzir o teorema dos senos, vamos iniciar Matemát ico secante de x; se sen x = 0, não existe a cosec x. observando que os ângulos H e B são Para deduzir duas outras fórmulas muito congruentes, ou seja, possuem a mesma importantes da Trigonometria, vamos partir da medida, pois ambos estão inscritos no mesmo fórmula I acima, inicialmente dividindo ambos arco CA. Além disso, podemos afirmar que o 2 os membros por cos x ≠ 0. Teremos: ângulo ACH é reto (90°), pois AH é um diâmetro. 2 sen x 2 cos x 1 Portanto o triângulo ACH é um triângulo ––––––– + –––––– = –––––– 2 2 2 retângulo. cos x cos x cos x Podemos então escrever: Das fórmulas anteriores, concluiremos inevitavel- sen H = sen B = cateto oposto/hipotenusa = mente a seguinte fórmula que relaciona a tan- AC / AH = b/2R. 01. Sendo O o centro da circunferência de gente e a secante de um arco trigonométrico x: Logo, fica: senB = b/2R e, portanto, b/senB=2R. raio unitário, então x = BC vale: 2 2 tg x + 1 = sec x Analogamente, chegaríamos às igualdades 2 Se em vez de dividirmos por cos x, dividíssemos c/senC = 2R e a/senA = 2R 2 ambos os membros por sen x, chegaríamos a: Como essas três expressões são todas iguais a 2 2 2R, poderemos escrever finalmente: cotg x + 1 = cosec x A B C –––––– = –––––– = ––––– = 2R As duas fórmulas anteriores são muito senA senB senC importantes para a solução de exercícios que Essa expressão mostra que as medidas dos comparecem nos vestibulares; merecem, por lados de um triângulo qualquer são isto, uma memorização. Aliás, as sete fórmulas proporcionais aos senos dos ângulos opostos a anteriores têm necessariamente de ser esses lados, sendo a constante de memorizadas, e isso é apenas o início! A proporcionalidade igual a 2R, onde R é o raio da Trigonometria, infelizmente, depende de circunferência circunscrita ao triângulo ABC. a) 1 b) 0,8 c) 0,6 memorizações de fórmulas, mas, se você 5. Lei dos Co-senos d) 0,5 e) 0,4 souber deduzi-las, como estamos tentando Considere o triângulo ABC na figura abaixo: mostrar aqui, as coisas ficarão muito mais 02. O valor de k, para o qual fáceis! Portanto fique tranqüilo(a). (cosx + senx)2 + k .senx. cos x – 1=0 é uma identidade , é: a) –1 b) –2 c) 0 Arapuca d) 1 e) 2 (UEA) Sendo sena + cosa = m, então sena.cosa é igual a: 03. Simplificando a expressão a) (m-1)/2 b) (m + 1)/2 c) m/2 AH = altura do triângulo em relação à base CB. , encontramos: d) (2m-1)/2 e) n.d.a. Solução: Medidas dos lados: AC = b, AB = c e CB = a. sena + cosa = m a) E = 1 + senx Podemos escrever no triângulo AHB: 2 (sena + cosa) = m 2 2 2 2 b) 1 2 2 2 AH + HB = c (Teorema de Pitágoras). 2 2 sen a + 2sena.cos.a + cos a = m c) E = sen x – cos x (sen2a + cos a) + 2sena.cos.a = m 2 2 Analogamente, podemos aplicar o teorema de 2 2 2 Pitágoras no triângulo AHC: b = CH + AH 2 d) E = 1 – senx 1 + 2sena.cos.a = m cosx 2 sena.cosa = (m – 1)/2 Mas CH = CB – HB = a – HB e) E = ––––––––– 2 2 2 Portanto: b = (a - HB) + AH 2 2 2 2 1+senx (FGV) Simplificar a expressão: b = a – 2.a.HB + HB + AH senx cosx –––––––––– + –––––––– . 2 2 Observe que HB + AH = AB = c 2 2 04. Na figura abaixo, determinar o valor de 1 + cotgx 1 + tgx 2 2 2 AB. Então fica: b = a + c – 2.a.HB 1 a) –––––––––––– No triângulo retângulo AHB, podemos escrever: senx + cosx 1 cosB = cateto adjacente/hipotenusa = HB/c b) –––––––––––– Daí, HB = c.cosB senx – cosx 1 Substituindo, fica: c) –––––– 2 2 2 senx b = a + c – 2.a.c. cosB 1 Da fórmula acima, concluímos que num c) –––––– cosx triângulo qualquer, o quadrado da medida de e) n.d.a. um lado é igual à soma dos quadrados das Solução: medidas dos outros dois lados, menos o dobro do produto das medidas desses lados pelo co- seno do ângulo que eles formam. Analogamente, poderemos escrever: 2 2 2 a = b + c – 2.b.c.cosA 2 2 2 a) 65 b) 45 c) 75 c = a + b – 2.a.b.cosC d) 25 e) 67 Em resumo: 2 2 2 a = b + c – 2.b.c.cosA 05. Na figura abaixo, tem-se representado 2 2 2 b = a + c – 2.a.c.cosB o losango ABCD, cuja diagonal menor 2 2 2 c = a + b – 2.a.b.cosC mede 4 cm. 4. Lei dos Senos Considere a figura abaixo, em que se vê um Caiu no vestibular triângulo ABC inscrito numa circunferência de raio R. Observe que também podemos dizer que a (UEA) Num triângulo dois lados de circunferência está circunscrita ao triângulo ABC. medidas 4cm e 8cm formam entre si um angulo de 60°. Qual a medida do outro lado? a) b) c) d) e) n.d.a. Solução: A medida do lado desse losango, em Ora, sendo x a medida do terceiro lado, teremos: 2 2 2 x = 4 + 8 – 2.4.cos60° = 16 + 64 – 8.(1/2), já cm, é: que cos60° = 1/2. a) b) 6 c) 2 x = 16 + 64 – 4 = 76 d) 4 e) Na figura acima, temos: x= cm 5
  • 6. Desafio Física o móvel percorre em 1s, 2s, 3s e 4s, respectivamente: d, 3d, 5d e 7d. Então: x = d + 3d = 4d Professor CARLOS Jennings y = 5d + 7d = 12d Físico x A razão ––– vale: y x 4d 1 Movimentos de projéteis ––– = –––– = –––– y 12d 3 Corpos que se movimentam nas imediações da 2. LANÇAMENTO VERTICAL superfície terrestre, sem contato com o solo e sujeitos apenas à atração gravitacional (força Equações: origem no ponto de lançamento (S0 = peso), estão submetidos à mesma aceleração: a 0); trajetória orientada no sentido do movimento. 01. (UFSC) Duas bolinhas, A e B, partem da gravidade (g). ao mesmo tempo de uma certa altura H 1. QUEDA LIVRE (MUV acelerado em trajetória acima do solo, sendo que A em queda vertical). livre e B com velocidade vo na direção Equações: origem no ponto inicial (S0 = 0); horizontal. Podemos afirmar que: velocidade inicial nula (v0 = 0); resistência do ar a) A chega primeiro ao solo. nula. b) B chega primeiro ao solo. c) A ou B chega primeiro, dependendo da altura. d) A ou B chega primeiro, dependendo da velocidade inicial vo de B. e) As duas chegam juntas. Caiu no vestibular 02. (UFPR) Uma bola rola sobre uma mesa horizontal de 1,225m de altura e vai As proporções de Galileu (UEA) Se uma pedra é lançada verticalmente cair num ponto situado à distância de A área de cada triângulo da figura abaixo é para cima, a partir do solo, com velocidade 2,5m, medida horizontalmente a partir numericamente igual ao deslocamento d. inicial vo = 30m/s, ela atingirá uma altura da beirada da mesa. Qual a velocidade máxima h, antes de voltar ao solo. Desprezando da bola, em m/s, no instante em que o atrito com o ar e fazendo g = 10m/s2, o valor ela abandonou a mesa? (g = 9,8m/s2). de h será: a) 5m/s b) 10m/s a) 45m b) 35m c) 15m/s d) 20m/s e) 25m/s c) 20m d) 10m e) 5m 03. Um corpo de 2kg deve ser lançado Solução: horizontalmente do alto de uma rampa Na altura máxima, o móvel pára (v = 0). Então: de altura 45m, devendo atingir um v = vo + gt ∴ 0 = 30 + 10 . t ∴ t = 3s buraco a 20m do pé da rampa. Qual A altura máxima atingida: deve ser o valor da velocidade de 2 2 Conclusão: gt 10.3 lançamento? Em tempos iguais e consecutivos, um móvel em S= vo.t – ––– ∴ S= 30.3 – –––––– ∴ S=45m a) 12m/s b) 10,5m/s c) 8m/s queda livre percorre distâncias cada vez maiores, 2 2 d) 7,6m/s e) 6,6m/s na proporção dos ímpares consecutivos: no primeiro segundo, o móvel cai uma distância d; 04. Um jogador chuta uma bola com uma no segundo seguinte, percorre 3d; no terceiro Arapuca velocidade inicial de 20m/s, sob um segundo, 5d, e assim por diante. Um objeto de 2kg é lançado verticalmente para ângulo de 60° com a horizontal. Calcule baixo, com velocidade inicial de 20m/s. Atinge o a altura máxima que a bola irá atingir. solo 4s após o lançamento. De que altura o a) 5m b) 10m Caiu no vestibular corpo foi lançado? Com que velocidade ele c) 15m d) 20m e) 25m (UEA) A expressão popular que afirma que o atinge o solo? gato tem “sete vidas” justifica-se pelo fato de 05. (Fuvest-SP) Um gato, de um quilograma, eles conseguirem se sair bem de algumas Solução: dá um pulo, atingindo uma altura de situações difíceis. No caso de uma queda, por A altura do lançamento: 1,25m e caindo a uma distância de 1,5m exemplo, eles podem atingir o chão, sem se gt 2 10.16 do local do pulo (g = 10m/s2). A machucar, se a velocidade final for cerca de S= vo.t – ––– ∴ S= 20.4 – –––––– ∴ S=160m 2 2 componente vertical da velocidade inicial 8m/s. De que altura máxima eles podem cair, A velocidade ao chegar ao solo: e a velocidade horizontal do gato valem, sem o perigo de perder uma de suas “vidas”? respectivamente. v = vo + gt ∴ 20 + 10 . 4 ∴ v = 60m/s a) 2,0m b) 2,5m Importante: observe que a massa do corpo a) 5m/s e 1,5m/s b) 1,5m/s e 5m/s c) 3,2m d) 4,0m e) 4,5m (2kg) não interferiu na resposta. c) 5m/s e 15m/s d) 0,5m/s e 1,5m/s Solução: e) 5,5m/s e 1m/s Procuremos o tempo: 3. LANÇAMENTO HORIZONTAL v = vo + gt ∴ 8 = 0 + 10t ∴ t = 0,8s 06. Uma bola rola sobre uma mesa de A partir de um ponto situado a uma altura h, Consideremos g = 10m/s2 e calculemos a altura: 80cm de altura, com velocidade cons- gt 2 10.(0,8) 2 acima do solo, o móvel é lançado tante de 5m/s. Ao abandonar a mesa S= –––– ∴ S= –––––––– ∴ S=3,2m horizontalmente e percorre uma trajetória 2 2 (g = 10m/s2), a bola cai, tocando o parabólica, que pode ser construída utilizando- solo no ponto situado, em relação à se a composição de dois movimentos mesa: Arapuca independentes: a) 3m b) 2m c)1m (UEA) Um corpo é abandonado em queda livre a) Movimento horizontal – Nesse movimento, o d) 0,5m e) 1,5m de uma determinada altura. Observa-se que, nos corpo percorre espaços iguais (designados dois primeiros segundos de seu movimento, ele 07. Uma pedra de 4kg é lançada cai x metros. Já nos dois segundos seguintes, o por L, na Figura 2) em tempos iguais: verticalmente de baixo para cima, com corpo desloca-se y metros. A razão x/y vale, movimento uniforme (velocidade constante). uma velocidade inicial de 80m/s. qual a portanto: b) Movimento vertical – Nessa direção, o móvel altura máxima alcançada pela pedra? a) 1 b) 1/2 está em queda livre (MUV acelerado) a partir c) 1/3 d) 2 e) 3 do repouso. Os deslocamentos verticais a) 320m b) 220m c) 120m Solução: d) 20m e) Nenhuma é correta. obedecem às Proporções de Galileu: 1d, 3d, O intervalo é de 4s. Pelas proporções de Galileu, 5d, ..., (2n – 1)d. 6
  • 7. Desafio Importante: o alcance é o mesmo para diferentes corpos, lançados com a mesma velocidade inicial e com ângulos de lançamento complementares (aqueles cuja soma vale 90°). Físico 01. (PUC–SP) Você atira um corpo de 200g verticalmente para cima, a partir do solo, e ele atinge uma altura de 3m antes de começar a cair. Considerando Arapuca a aceleração da gravidade 9,8m/s2 e Importante: para corpos lançados da mesma altura, o tempo de queda é o mesmo, Um objeto é lançado obliquamente com uma nula a resistência do ar, a velocidade independente das massas dos corpos e de suas velocidade inicial de 100m/s, que forma com a de lançamento foi de: velocidades horizontais de lançamento horizontal um ângulo de 60°. Calcule a altura a) 7,67m/s b) 8,76m/s c) 6,76m/s (desprezando-se os efeitos do ar). máxima atingida pelo móvel e a distância do d) 7m/s e) 6m/s ponto de lançamento ao ponto em que o móvel toca o solo. 02. Um pára-quedista, quando a 120m do Aplicação Solução: solo, deixa cair uma bomba, que leva Uma bolinha rola por toda a extensão de uma As componentes da velocidade valem: 4s para atingir o solo. Qual a veloci- mesa horizontal de 5m de altura e a abandona vox=vo . cos θ =100 . cos 60°=100.0,5 =50 m/s dade de descida do pára-quesdista? com uma velocidade horizontal de 12m/s. Calcule voy = vo . sen θ = 100 . sen 60°= 100 . 0,866 = a) 1m/s b) 2m/s c) 5m/s o tempo de queda e a distância do pé da mesa 86,6m/s d) 8m/s e) 10m/s ao ponto onde cairá a bolinha (g = 10m/s2). Calculemos o tempo de subida, usando a Solução: expressão da velocidade vertical. No ponto mais 03. Um buriti cai do alto de um buritizeiro Calculemos, inicialmente, o tempo de queda, alto, vy = 0: e, entre 1s e 2s, percorre 4,5m. As 2 considerando apenas o movimento vertical gt distâncias percorridas durante o (queda livre – MUV acelerado): vy = voy – –––– ∴ 0 = 86,6 – 10t ∴ t= 8,66s 2 2 terceiro e o quarto segundos de gt 10 2 2 A altura atingida pelo móvel (MUV retardado): queda são, respectivamente: H = ––– ∴ 5= ––– t ∴ 5= 5t ∴ t=1s 2 2 2 gt 10 . (8,66)2 h = voy – ––– = 86,6 . 8,66 – ––––––––– = 375m a) 5,5m e 6,5m b) 6,5m e 7,5m Considerando agora o movimento horizontal 2 2 (uniforme), teremos: c) 7,5 e 10m d) 7m e 10,5m Calculemos o alcance (distância horizontal SH e) 7,5m e 10,5m vH = ––– ∴ SH = vH.t = 12 . 1 =12m percorrida em MU). O tempo é o de subida mais t o de descida (8,66s + 8,66s): 04. Um corpo em queda livre sujeita-se à (o corpo cairá a 12m do pé da mesa). Sh = vox . t = 50 . 17,32 = 866m aceleração gravitacional de 10m/s2. 4. LANÇAMENTO OBLÍQUO Ele passa por um ponto A com A velocidade de lançamento forma com a velocidade de 10m/s e por um ponto horizontal um ângulo distinto de 0° e de 90°. Exercícios B com velocidade de 50m/s. A distância entre os pontos A e B é de: 01. (PUC-RJ) Uma pedra é lançada a) 100m b) 120m c) 140m verticalmente para cima. No ponto mais alto da trajetória, pode-se dizer d) 160m e) 240m que a sua velocidade v e a sua 05. (FESP–PE) Do alto de um edifício, aceleração a têm os seguintes valores, abandona-se uma bola de ferro que em módulo: durante o último segundo percorre a) v = 0 e a = 0 b) v = g e a = 0 25m. A altura do edifício vale, em A velocidade Vo pode ser decomposta em duas c) v = a d) v = 0 e a = g metros: componentes: Vox (componente da velocidade e) v = 0 e a = g/2 no eixo dos x) e Voy (componente da velocidade a) 45 b) 40 no eixo dos y): 02. De um ponto a 20m do solo, lança-se, c) 35 d) 80 e) 125 Vox = vo . cos θ verticalmente para cima, um objeto com velocidade inicial de 10m/s. 06. Um ouriço de castanha desprendeu-se Voy = vo . sen θ Despreze a resistência do ar e do alto de uma castanheira de 20m. O O lançamento oblíquo resulta da composição de considere g = 10m/s2. Considere as tempo de queda e a velocidade do dois movimentos independentes: a) Movimento horizontal – Esse movimento é afirmativas: ouriço ao chegar ao solo são, uniforme, uma vez que Vox é constante I. A altura máxima atingida é de 25m, em respectivamente: (desprezando-se a resistência do ar). relação ao solo. a) 2s e 20m/s b) 20s e 2m/s b) Movimento vertical – Nesse movimento, a II. O objeto atinge o solo com velocidade c) 3s e 30m/s d) 4s e 40m/s velocidade é variável, pois o corpo está de 10m/s, em módulo. e) 5s e 50m/s sujeito à aceleração da gravidade: na subida, III. O tempo, do lançamento até o retorno o movimento é retardado (velocidade e ao solo, é de 2s. 07. Do alto de uma torre, um garoto deixa aceleração têm sentidos contrários); na São corretas: cair uma pedra, que demora 2s para descida, o movimento é acelerado a) Apenas a I. b) Apenas a II. chegar ao solo. Qual a altura dessa (velocidade e aceleração têm sentidos iguais). c) Apenas a III. d) I e II. e) II e III. torre? 03. (Udesc-SC) Um jogador de basquete a) 10m b) 20m arremessa uma bola verticalmente c) 30m d) 40m e) 50m para cima, com velocidade inicial de 15m/s. Sabendo-se que a bola subiu 08. Uma pedra é arremessada durante 1,5s, calcule, em metros, a verticalmente para cima, com altura máxima que ela atingiu a partir velocidade inicial de 30m/s. Calcule a do seu ponto de lançamento, altura máxima que ela atinge? desprezando a resistência do ar. a) 15m b) 25m a) 10,5m b) 11,25m c) 12,5m c) 35m d) 45m e) 55m d) 13m e) 14,4m 7
  • 8. Física → c) Trabalho de Fat (θ = 180°): Anota τ Fat = Fat.d.cos180° = 10.10.(−1) = −100J (trabalho resistente). Professor CARLOS Jennings Energia Mecânica – Chamamos de Energia Mecânica a todas as formas de energia Aí! relacionadas com o movimento de corpos ou com a capacidade de colocá-los em movimento Trabalho e Energia ou deformá-los. É dada pela soma das energias cinética e potencial: Em = Ec + Ep O conceito científico de trabalho nem sempre Energia Cinética – Energia associada ao movi- coincide com o que se pensa vulgarmente mento. É uma grandeza escalar que depende da sobre trabalho (geralmente tido como “qualquer massa e do quadrado da velocidade do corpo: esforço do corpo ou da mente”). mv2 Para a Física, Trabalho é a medida das transfor- Ec = –––––– mações de energia causadas por uma força sobre 2 um sistema. Energia é um conceito muito abran- Energia Potencial Gravitacional – Energia gente e, por isso mesmo, muito abstrato e difícil armazenada associada à posição do corpo; de ser definido de um modo preciso. Usando pode permanecer armazenada indefinidamente, apenas a experiência do nosso cotidiano, podería- ou ser utilizada a qualquer momento na mos conceituar energia como algo que é capaz produção de movimento, ou seja, pode ser de originar mudanças no mundo. transformada, no todo ou em parte, em energia Podemos dizer que a presença de energia num cinética: Ep = m.g.h dado sistema físico encerra a possibilidade Energia Potencial Elástica de que se produza movimento. Por exemplo: a É a energia armazenada em uma mola energia armazenada por uma pessoa, a partir comprimida ou distendida. Matematicamente: dos alimentos, permite que ela se movimente e kx2 mova outros corpos. Epe = –––––, onde k é a constante elástica e x é τ Trabalho (τ) de uma força constante – Se uma 2 → força F constante atua em uma partícula, a deformação da mola (quanto a mola foi compri- → produzindo um deslocamento d. O trabalho mida ou distendida). realizado por essa força é dado por: Teorema da Energia Cinética – O trabalho da τ =F.d.cos θ força resultante é igual à variação de energia F = módulo da força aplicada ao corpo; cinética: τ = ∆Ec = Efinal − Einicial d = módulo do deslocamento; Princípio da Conservação da Energia → → θ = ângulo entre F e d. Mecânica – Uma força é chamada conservativa, O Sol ocupa uma posição central no Unidade de trabalho (SI) – O joule: trabalho quando pode devolver o trabalho realizado para mosaico energético da Terra. A energia realizado por uma força de 1 newton, ao vencê-la. Desse modo, o peso de um corpo e a dele emanada induz a formação de todas deslocar um corpo por 1 metro (1J = 1N . 1m). força elástica são exemplos desse tipo de força. as outras formas de energia, exceto a No entanto a força de atrito cinético, que não nuclear. pode devolver o trabalho realizado para vencê- A energia solar dá causa aos movimentos la, é uma força não-conservativa, ou dissipativa dos ventos e das águas, que são formas (degrada energia mecânica). de energia mecânica. Essa energia Em um sistema no qual só atuam forças conser- alimenta as usinas e os moinhos para a Dependendo do valor de θ, o trabalho de uma vativas (sistema conservativo), a energia mecânica geração de energia elétrica que chega às força pode ser: se conserva, isto é, mantém-se com o mesmo nossas casas, a qual, por seu turno, é a) Positivo (trabalho motor) – A força “contribui” valor em qualquer momento, alternando-se nas transformada em energia térmica (no com o deslocamento. suas formas cinética e potencial (gravitacional ou chuveiro), em energia mecânica (no b) Negativo (trabalho resistente) – A força atua elástica). movimento do liquidificador), em energia em oposição ao deslocamento. luminosa (nas lâmpadas), etc. É pela c) Nulo – A força é perpendicular ao sentido do energia de radiação provinda do Sol que deslocamento do corpo. Aplicação se formam os ventos e se aquecem os Importante: o trabalho de uma força perpen- rios, realizando-se, assim, o ciclo da Uma pedra de 2kg é abandonada de uma altura dicular ao deslocamento é sempre nulo. água, que vai propulsionar usinas as de 8m em relação ao solo. Calcule a energia hidroelétricas. cinética e a velocidade de que estará dotada a Como se não bastassem todas as formas Aplicação pedra ao atingir o solo? (Despreze a resistência de energia que derivam do Sol, a energia Um corpo movimenta-se por 10m sobre uma do ar e considere g = 10m/s2). de radiação ainda pode ser usada superfície horizontal sob a ação das forças Solução: diretamente para produzir energia constantes indicadas na figura. Calcule o a) Ec = Ep ∴ Ec = mgh = 2.10.8 = 160J (ao elétrica, por meio das células trabalho de cada uma das forças atuantes no atingir o solo, a pedra terá uma energia cinética fotoelétricas, e também como energia corpo. Dados: P = 100N; F = 50N; Fat = 10N; que corresponde à energia potencial que tinha termoelétrica, por meio do calor. cos 60° = 0,5; cos 90° = 0; cos 180° = −1. quando iniciou a queda). Utilizar energia solar como fonte de mv2 2.v2 energia elétrica pode resolver muitos b) Ec = –––– ∴ 160 = –––– ∴v = =12,6m/s 2 2 problemas da vida moderna, em que, indiscriminadamente, fabricam-se IMPULSO E MOMENTO LINEAR → equipamentos e máquinas movidos a Um corpo recebe um impulso ( I ) quando é eletricidade. Solução: solicitado por uma força durante um certo → → A utilização de células fotoelétricas para a a) P e N são perpendiculares ao deslocamento intervalo de tempo. produção de energia elétrica também (θ = 90º): → Impulso de uma força constante: I = F∆t → ∆ pode representar uma alternativa em τP = P.d.cos90° = 100.10.0 = 0 – É uma grandeza vetorial (possui módulo, regiões de difícil acesso como a τN = N.d.cos90° = 0 direção e sentido). → Amazônia, onde o fornecimento de b) Trabalho de F (θ = 60°): – Tem módulo proporcional ao módulo de F → energia solar é abundante o ano inteiro. τF = F.d.cos60° = 50. 10. 0,5 = 250J (trabalho (quanto maior a força, maior o impulso). → motor); – Tem sempre direção e sentido iguais aos de F. 8