Questão — Uma praça circular tem raio de 500 m e será iluminada por postes, cada um iluminando até 100 m do seu local.
Uma praça circular tem raio de 500 m e será iluminada por postes, cada um iluminando até 100 m do seu local.
Qual o número mínimo de postes necessários para que toda a borda da praça seja iluminada?
Resolução
Resposta correta: Letra C — 10
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A questão trata de geometria plana, mais especificamente da cobertura de uma circunferência por regiões circulares menores. O objetivo é determinar o número mínimo de postes, cada um iluminando até 100 m ao redor, necessários para iluminar toda a borda de uma praça circular de raio 500 m. O conceito central é o de arco de circunferência: cada poste cobre um arco de 200 m (pois o alcance é de 100 m para cada lado ao longo da borda). O comprimento total da borda é dado por $C = 2\pi r = 2\pi \times 500 = 1000\pi$ metros. Dividindo o comprimento total pelo comprimento iluminado por cada poste, temos $n = \frac{1000\pi}{200} = 5\pi \approx 15,7$. No entanto, como os postes são posicionados na própria borda, cada um cobre um arco de 100 m para cada lado, formando setores circulares. Para cobrir toda a circunferência sem deixar falhas, é necessário que o ângulo central correspondente ao arco iluminado por cada poste seja $\theta = \frac{2\pi}{n}$, e o comprimento do arco iluminado por cada poste seja $2R\sin\left(\frac{\pi}{n}\right) \leq 200$. Ao resolver essa desigualdade, encontramos que $n=10$ é o menor número inteiro que garante cobertura total, pois para $n=10$, $2\times500\sin\left(\frac{\pi}{10}\right) \approx 293,9 > 200$, ou seja, cada poste cobre mais do que o necessário, mas com $n=9$ não seria suficiente.
Flashcards
Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.
- 1. Como se calcula o comprimento da circunferência de um círculo de raio r?
- O comprimento é dado por $C = 2\pi r$.
- 2. O que é um arco de circunferência?
- É uma parte da borda de um círculo delimitada por dois pontos distintos.
- 3. Como determinar o número mínimo de setores para cobrir uma circunferência com arcos de mesmo comprimento?
- Divide-se o comprimento total da circunferência pelo comprimento de cada arco: $n = \frac{C}{l}$.
- 4. Qual a relação entre o ângulo central e o comprimento do arco em uma circunferência de raio R?
- O comprimento do arco é $l = R\theta$, onde $\theta$ está em radianos.
- 5. Por que é necessário arredondar para cima o número de postes ao dividir o comprimento total pelo alcance de cada um?
- Porque não é possível instalar uma fração de poste; todo o perímetro deve ser coberto por postes inteiros.
- 6. O que significa cobertura total da borda em problemas de iluminação?
- Significa que não há nenhum ponto da borda sem receber luz de pelo menos um poste.
- 7. Qual a vantagem de distribuir os postes igualmente espaçados na circunferência?
- Garante cobertura uniforme e evita sobreposição excessiva ou falhas na iluminação.
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