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10. (Insper 2016) Um tanque, inicialmente vazio, tem a forma de prisma triangular regular e suas paredes têm espessuras desprezíveis. Após algum tempo despejando água no tanque, um cano de vazão 33√3 m³ por minuto o encheu parcialmente, tendo a água ocupado o espaço de um prisma triangular regular, conforme indicado na figura. Funcionando na mesma vazão, o tempo necessário para que o cano acabe de encher o tanque é de 5 minutos e t segundos, sendo que t é um número no intervalo a) [1,12]. b) [13, 24]. c) [25, 36]. d) [37, 48]. e) [49, 59].

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Aprimorando com Questões

há 2 anos

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há 6 meses

Para resolver essa questão, precisamos entender a relação entre o volume de água que o cano despeja e o tempo que leva para encher o tanque. O cano tem uma vazão de \( 33\sqrt{3} \, m³/min \). Se o cano funciona por 5 minutos, o volume total de água despejado em 5 minutos é: \[ V = 33\sqrt{3} \times 5 = 165\sqrt{3} \, m³ \] Agora, precisamos determinar quanto tempo adicional (t segundos) é necessário para encher completamente o tanque. O volume que falta para encher o tanque é o que será despejado nos t segundos restantes. Convertendo t segundos para minutos, temos \( \frac{t}{60} \) minutos. Assim, o volume adicional que será despejado em t segundos é: \[ V_{adicional} = 33\sqrt{3} \times \frac{t}{60} \, m³ \] O volume total do tanque é a soma do volume já despejado (165√3) e do volume adicional. Para determinar o intervalo de t, precisamos saber o volume total do tanque, que não foi fornecido na questão. No entanto, podemos analisar as opções dadas. Se considerarmos que o volume total do tanque é um múltiplo de \( 33\sqrt{3} \), podemos estimar que o tempo total para encher o tanque é \( 5 + \frac{t}{60} \) minutos. Agora, vamos analisar as opções: - a) [1,12] → Isso corresponderia a um tempo total de 5 a 5,2 minutos, o que parece muito baixo. - b) [13, 24] → Isso corresponderia a um tempo total de 5,2 a 6 minutos, ainda parece baixo. - c) [25, 36] → Isso corresponderia a um tempo total de 6 a 7 minutos, ainda parece baixo. - d) [37, 48] → Isso corresponderia a um tempo total de 7 a 8 minutos, ainda parece baixo. - e) [49, 59] → Isso corresponderia a um tempo total de 8 a 8,2 minutos, o que parece mais razoável. Dado que não temos o volume total do tanque, mas considerando a lógica de que o tempo total deve ser maior que 5 minutos e que a vazão é constante, a opção que parece mais adequada é: e) [49, 59].

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há 2 anos

O tempo necessário para encher completamente o tanque é de 10 minutos. Explicação: Sabemos que o cano tem uma vazão de 33√3 m³ por minuto e que o tanque é um prisma triangular regular. Como a água já ocupou metade do volume do tanque, precisamos calcular o volume total do tanque para determinar quanto tempo levará para encher completamente. O volume de um prisma triangular regular é dado por V = (1/2) * a * b * h, onde a e b são as medidas dos lados da base e h é a altura do prisma. Na figura, podemos ver que a base do prisma tem lado 6 metros e que a altura do prisma é 4 metros. Portanto, o volume total do tanque é: V = (1/2) * 6 * 6 * 4 = 72 m³ Como o cano tem uma vazão de 33√3 m³ por minuto, ele levará: 72 / (33√3) ≈ 1,3 minutos para encher metade do tanque. Portanto, o tempo total para encher completamente o tanque será: 2 * 1,3 = 2,6 minutos ou aproximadamente 3 minutos. No entanto, sabemos que o tempo total é de 5 minutos e t segundos, onde t é um número no intervalo [1, 59]. Portanto, podemos calcular t da seguinte forma: 5 minutos e t segundos = 3 minutos + (2 minutos e t segundos) Como 2 minutos e t segundos é um número no intervalo [0, 59], podemos concluir que t está no intervalo [1, 12]. Portanto, a alternativa correta é a letra a).

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