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Questão 23

UNICAMP 2011
Matemática

(UNICAMP - 2011) Um engenheiro precisa interligar de forma suave dois trechos paralelos de uma estrada, como mostra a figura abaixo. Para conectar as faixas centrais da estrada, cujos eixos distam d metros um do outro, o engenheiro planeja usar um segmento de reta de comprimento x e dois arcos de circunferência de raio r e ângulo interno α.

a) Se o engenheiro adotar α = 45º, o segmento central medirá x=dsqrt{2}-2r(sqrt{2}-1). Nesse caso, supondo que d = 72 m, e r = 36 m, determine a distância y entre as extremidades dos trechos a serem interligados.

b) Supondo, agora, que α = 60º, r = 36 m e d = 90 m, determine o valor de x.

 

Gabarito:

Resolução:

Pelo diagrama percebemos que:

y = 2r sen(alpha) + x cos (alpha)

Assim, se r = 36, d = 72 e alpha = 45^{circ} conclui-se que:

x = 72 sqrt{2} -2 cdot 36(sqrt{2}-1) = 72  m

y = 2 cdot 36 cdot (frac{sqrt{2}}{2}) + 72 cdot frac{sqrt{2}}{2} = 72sqrt{2 }  m

b) Pelo mesmo diagrama, percebemos que:

d = 2r - 2rcosalpha + xsen alpha

Supondo r = 36, d = 90 e alpha = 60^{circ}:

90 = 2 cdot 36 - 2 cdot 36 cdot frac{1}{2} + x cdot frac{sqrt{3}}{2}

x = (90-36) cdot frac{2}{sqrt{3}} = frac{108}{sqrt{3}} = 36sqrt{3}  m

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