Question
Um engenheiro irá instalar um cabo de aço para fazer a sustentaçāo de uma torre. O cabo sera fixado em um ponto determinado da torre. Se ele for preso no solo a uma distảncia de 5 metros da torre, ele formará com o solo um ângulo de \( 60^{\circ} \). Outra opção será afastar mais 10 metros o ponto de foxação no solo, formando, assim, umângulo de \( 30^{\circ} \). Considere \( \sqrt{3}-1,7 \)
Ask by Mills Fuentes.
Mar 14,2025 18:24
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Answer
A altura do ponto de fixação do cabo na torre é \( 5\sqrt{3} \) metros, aproximadamente 8,66 metros.
Solution
Seja \( h \) a altura do ponto de fixação do cabo na torre.
1. Para a primeira situação, com o cabo preso a 5 metros da torre e formando um ângulo de \( 60^\circ \) com o solo, temos um triângulo retângulo cuja relação entre o cateto oposto (altura \( h \)) e o cateto adjacente (5 m) é dada pela tangente:
\[
\tan 60^\circ = \frac{h}{5}.
\]
Sabendo que \( \tan 60^\circ = \sqrt{3} \), temos:
\[
\sqrt{3} = \frac{h}{5} \quad \Rightarrow \quad h = 5\sqrt{3}.
\]
2. Na segunda situação, o ponto de fixação no solo foi deslocado para 10 metros além dos 5 iniciais, totalizando 15 metros, e o ângulo formado é de \( 30^\circ \). Assim:
\[
\tan 30^\circ = \frac{h}{15}.
\]
Como \( \tan 30^\circ = \frac{1}{\sqrt{3}} \), temos:
\[
\frac{1}{\sqrt{3}} = \frac{h}{15} \quad \Rightarrow \quad h = \frac{15}{\sqrt{3}} = 5\sqrt{3}.
\]
Observa-se que ambas as condições levam à mesma altura \( h = 5\sqrt{3} \).
Como \( \sqrt{3} \) é aproximadamente \( 1,732 \) e foi dado para considerar \( \sqrt{3} \approx 1,7 \), nota-se que a diferença entre o valor exato e o aproximado é:
\[
\sqrt{3}-1,7 \approx 1,732 - 1,7 = 0,032,
\]
o que demonstra que o erro da aproximação é pequeno.
Portanto, a altura do ponto de fixação do cabo na torre é:
\[
h = 5\sqrt{3} \quad \text{(aproximadamente } 8,66 \text{ metros)}.
\]
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Quando o engenheiro opta por fixar o cabo a 5 metros da base da torre formando um ângulo de \( 60^\circ \), ele deve estar ciente de que a altura da torre pode ser calculada usando trigonometria. A altura \( h \) pode ser encontrada pela fórmula \( h = d \cdot \tan(60^\circ) \), onde \( d \) é a distância de 5 metros. Como \( \tan(60^\circ) = \sqrt{3} \), a altura da torre seria \( h = 5 \cdot \sqrt{3} \), que é aproximadamente 8,66 metros.
Por outro lado, se o engenheiro decidir afastar o ponto de fixação do cabo para 15 metros (5 metros iniciais + 10 metros adicionais), formando um ângulo de \( 30^\circ \), o cálculo mudaria. Utilizando a mesma fórmula, agora \( h = 15 \cdot \tan(30^\circ) \), onde \( \tan(30^\circ) = \frac{1}{\sqrt{3}} \). Isso resultará em uma altura de 15/√3, que é aproximadamente 8,66 metros. Assim, independentemente da distância de fixação, a altura da torre permanece constante.
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