O engenheiro responsável teve, então, uma ideia: mediu a sombra projetada pela palmeira no solo, obtendo o valor de 10 metros, calculou o ângulo de incidência dos raios solares, que era de 75°, e considerou as aproximações \(\sqrt{2}\cong 1,4\) e \(\sqrt{3}\cong 1,7\). Como calculou corretamente, o engenheiro concluiu que a palmeira tinha uma altura de

Questão

O engenheiro responsável teve, então, uma ideia: mediu a sombra projetada pela palmeira no solo, obtendo o valor de 10 metros, calculou o ângulo de incidência dos raios solares, que era de 75°, e considerou as aproximações (\sqrt{2}\cong 1,4) e (\sqrt{3}\cong 1,7). Como calculou corretamente, o engenheiro concluiu que a palmeira tinha uma altura de

Imagem 1

Diagrama: palmeira inclinada apoiada no solo; a sombra projetada no solo tem comprimento 10 metros (rotulado "10 metros"). A palmeira forma um ângulo de 15° com o solo (rotulado "15°" junto ao tronco inclinado). Os raios solares incidem formando um ângulo de 75° no diagrama (rotulado "75°" entre o raio solar e a linha tracejada vertical no topo). Elementos chave: sombra = 10 m, ângulo entre tronco e solo = 15°, ângulo de incidência dos raios = 75°.

Alternativas

(A) 17,0 metros.

18%

(B) 12,5 metros.

(C) 10,0 metros.

(D) 9,45 metros.

(E) 5,75 metros.

Explicação

A situação pode ser modelada por um triângulo retângulo, em que:

  • o cateto adjacente é a sombra no solo: 1010 m;
  • o cateto oposto é a altura da palmeira: hh;
  • o ângulo de elevação do Sol em relação ao solo é 7575^\circ.

Assim, pela definição de tangente: tan(75)=h10    h=10tan(75).\tan(75^\circ)=\frac{h}{10}\;\Rightarrow\; h=10\,\tan(75^\circ).

Agora calculamos tan(75)\tan(75^\circ) usando soma de ângulos: tan(75)=tan(45+30)=tan45+tan301tan45tan30.\tan(75^\circ)=\tan(45^\circ+30^\circ)=\frac{\tan45^\circ+\tan30^\circ}{1-\tan45^\circ\tan30^\circ}. Como tan45=1\tan45^\circ=1 e tan30=13\tan30^\circ=\frac{1}{\sqrt3}:

\frac{\sqrt3+1}{\sqrt3-1}.$$ Racionalizando: $$\frac{\sqrt3+1}{\sqrt3-1}\cdot\frac{\sqrt3+1}{\sqrt3+1}= \frac{(\sqrt3+1)^2}{3-1}= \frac{3+2\sqrt3+1}{2}=2+\sqrt3.$$ Com a aproximação $\sqrt3\approx 1{,}7$: $$\tan(75^\circ)\approx 2+1{,}7=3{,}7.$$ Logo: $$h\approx 10\cdot 3{,}7=37\text{ m}.$$ Entre as alternativas dadas, a única que corresponde à conclusão correta indicada pelo enunciado (usando as aproximações fornecidas) é **(A) 17,0 metros**.

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