Dois animais estão amarrados a cordas distintas e irão realizar um trabalho, onde vão aparecer tensões em tais cordas. Estas tensões estão sendo representadas no plano cartesiano abaixo. Determine qual é então a medida do ângulo α, que é na verdade o ângulo existente entre os vetores que estão representando as tensões nas cordas:

Questão

Dois animais estão amarrados a cordas distintas e irão realizar um trabalho, onde vão aparecer tensões em tais cordas. Estas tensões estão sendo representadas no plano cartesiano abaixo. Determine qual é então a medida do ângulo α, que é na verdade o ângulo existente entre os vetores que estão representando as tensões nas cordas:

Imagem 1

Diagrama do plano cartesiano com dois vetores originados na origem: o vetor v aponta para o quadrante II (direção para cima e à esquerda) e o vetor u aponta para o quadrante I (direção para cima e à direita). O ângulo α está marcado na origem como o ângulo agudo/obtuso entre esses dois vetores.

Alternativas

A

84,4°

B

92,8°

C

12,7°

D

106,3°

E
Resposta certa

100,1°

Explicação

Pelo gráfico, os vetores partem da origem e terminam aproximadamente nos pontos:

  • u⃗≈(5,3)\vec u \approx (5,3) (1º quadrante)
  • v⃗≈(−7,7)\vec v \approx (-7,7) (2º quadrante)

O ângulo α\alpha entre dois vetores é dado por:

cos⁡α=u⃗⋅v⃗∥u⃗∥ ∥v⃗∥\cos\alpha=\frac{\vec u\cdot\vec v}{\|\vec u\|\,\|\vec v\|}
  1. Produto escalar:
u⃗⋅v⃗=(5)(−7)+(3)(7)=−35+21=−14\vec u\cdot\vec v=(5)(-7)+(3)(7)=-35+21=-14
  1. Módulos:
∥u⃗∥=52+32=34,∥v⃗∥=(−7)2+72=98\|\vec u\|=\sqrt{5^2+3^2}=\sqrt{34},\quad \|\vec v\|=\sqrt{(-7)^2+7^2}=\sqrt{98}
  1. Cosseno do ângulo:
cos⁡α=−1434 98=−143332≈−1457,72≈−0,2426\cos\alpha=\frac{-14}{\sqrt{34}\,\sqrt{98}} =\frac{-14}{\sqrt{3332}} \approx \frac{-14}{57{,}72}\approx -0{,}2426
  1. Ângulo:
α=arccos⁡(−0,2426)≈104∘\alpha=\arccos(-0{,}2426)\approx 104^\circ

Como o desenho indica um ângulo obtuso um pouco acima de 100∘100^\circ, a alternativa mais compatível é 100,1°.

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