A área entre dois círculos concêntricos (coroa circular) variáveis é constante e igual a 9π m2
. A
taxa de variação da área do círculo maior é de 10π m2
/s. Qual a taxa de variação do raio em
relação ao tempo, do círculo menor quando ele tem área 16π m2
?
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Sabemos que A(coroa C) = A (Circ. Maior) - A (circ. menor) (I)
E que a taxa de variação da A''(Circ. Maior)= 10 m²/s. Isso quer dizer que A(Circ. Maior) = R² foi derivada em relação ao tempo, pois está por m²/s.
Então, vamos derivar a equação (I) em relação ao raio:
A'(Coroa C) = 0 pois ela é constante.
A' (Circ Maior) = 2R
A' (circ menor) = 2r
LOGO, TEMOS A'(Circ M) - A'(circ menor) = 0 (II)
Pelo enunciado, sabemos que a área do círculo menor é 16 m², isso quer dizer que o nosso raio é 4m.
Logo, A'(circ menor)= 2r = 2••4= 8m
Seguindo, vamos derivar (II) em relação ao tempo, e precisamos lembrar que derivação de A'(Circ Maior) em relação ao tempo é 10m²/s.
Então,
A"(Circ Maior) - A"(circ menor) = 0
10m²/s - (8)dr/dt = 0
10 =8dr/dr
10/8 = dr/dr
Portanto, a taxa de variação do raio da circunferência menor em relação ao tempo é dr/dr = 5/4 m²/s
A área da coroa AC é obtida pela diferenção
entre a área do círculo maior ACM e a área do círculo menor ACm:
AC =ACM - ACm
como essa diferença é constante, podemor escrever: =ACM - ACm
a partir dessa relação podemos encontrar um relação para as taxas de variação das áreas.
a igualdade acima nos diz que as taxas de variação das áreas são iguais, logo (ACm )'=.
desenvolvendo mais essa taxa em função da taxa do raio, obtemos:
Para ACm = , tem-se que:
com esses dados:
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