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Cálculo

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Questão 10 | CALCULO VETORIAL E EDO O cálculo do trabalho (W) de uma partícula que se move ao longo de uma hélice r(t)=cos(t)i+sin(t)j+tk sob a ação do campo F(x,y,z)=−21xi−21yj+41k é um exemplo da aplicação da integral de linha em um campo vetorial. No cálculo, o termo r′(t) é o vetor tangente. Para o cálculo do trabalho (W) entre os pontos (1,0,0) e (−1,0,3π), o integrando do produto escalar F(x(t),y(t),z(t))⋅r′(t) é simplificado para: A 43π B 41 C 0 D 21sin(t)cos(t)−21sin(t)cos(t)+41 E 21cos(t)−21sin(t)+41
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Elicarlos Lopes de Aguiar

há 2 meses

Respostas

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há 2 meses

Para resolver a questão, precisamos calcular o trabalho \( W \) realizado por um campo vetorial \( F \) ao longo de uma curva \( r(t) \). O trabalho é dado pela integral de linha do produto escalar entre o campo vetorial e o vetor tangente à curva. 1. Definindo a curva: A curva é dada por \( r(t) = \cos(t)i + \sin(t)j + tk \). 2. Derivando \( r(t) \): O vetor tangente \( r'(t) \) é a derivada de \( r(t) \): \[ r'(t) = -\sin(t)i + \cos(t)j + k \] 3. Campo vetorial: O campo vetorial é dado por \( F(x,y,z) = -21xi - 21yj + 41k \). Substituindo \( x = \cos(t) \), \( y = \sin(t) \), e \( z = t \): \[ F(r(t)) = -21\cos(t)i - 21\sin(t)j + 41k \] 4. Produto escalar: Agora, calculamos o produto escalar \( F(r(t)) \cdot r'(t) \): \[ F(r(t)) \cdot r'(t) = (-21\cos(t))(-\sin(t)) + (-21\sin(t))(\cos(t)) + 41(1) \] Simplificando: \[ = 21\sin(t)\cos(t) - 21\sin(t)\cos(t) + 41 = 41 \] Portanto, o integrando do produto escalar \( F(x(t),y(t),z(t)) \cdot r'(t) \) se simplifica para 41. A alternativa correta é: B 41.

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