5. Num certo instante, uma pedra é lançada de uma altura de 10 m em relação ao solo e atinge o chão após 60 segundos. A altura da pedra em relação ao solo, em função do tempo, pode ser representada por uma função do segundo grau, cujo gráfico está representado abaixo. A altura máxima h, atingida pela pedra, é de aproximadamente

Questão

  1. Num certo instante, uma pedra é lançada de uma altura de 10 m em relação ao solo e atinge o chão após 60 segundos. A altura da pedra em relação ao solo, em função do tempo, pode ser representada por uma função do segundo grau, cujo gráfico está representado abaixo.

A altura máxima h, atingida pela pedra, é de aproximadamente

Imagem 1

Gráfico (parábola) da altura (em metros) em função do tempo (em segundos):

  • Eixo vertical: "altura, em metros".
  • Eixo horizontal: "tempo, em segundos".
  • Ponto A em t = 0 com altura 10 m (marcado no eixo y).
  • Ponto B em t = 60 com altura 0 m (interseção com o eixo x).
  • Vértice da parábola em t = 25, com altura máxima indicada por "h" (linha tracejada vertical em t = 25 e linha tracejada horizontal no nível do vértice).

Alternativas

a) 20,4 m

96%

b) 21 m

c) 21,5 m

d) 22 m

e) 22,4 m

Explicação

Como o gráfico é uma parábola (função do 2º grau) e a pedra tem:

  • f(0)=10f(0)=10 (altura inicial 10 m)
  • f(60)=0f(60)=0 (atinge o chão em 60 s)
  • vértice em t=25t=25 (instante da altura máxima)

Podemos escrever a função na forma do vértice: f(t)=a(t25)2+hf(t)=a(t-25)^2+h

Usando f(0)=10f(0)=10: 10=a(025)2+h=a625+h    (1)10=a(0-25)^2+h=a\cdot 625+h \;\; (1)

Usando f(60)=0f(60)=0: 0=a(6025)2+h=a352+h=a1225+h    (2)0=a(60-25)^2+h=a\cdot 35^2+h=a\cdot 1225+h \;\; (2)

Subtraindo (1) de (2): 010=(1225a+h)(625a+h)=600a0-10=(1225a+h)-(625a+h)=600a 10=600aa=160-10=600a \Rightarrow a=-\frac{1}{60}

Agora em (1): 10=625(160)+h10=625\left(-\frac{1}{60}\right)+h 10=62560+h10=-\frac{625}{60}+h h=10+62560=10+10,41620,4h=10+\frac{625}{60}=10+10{,}416\ldots\approx 20{,}4

Logo, a altura máxima é aproximadamente 20,4 m.

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