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ENEM · 2019

Questão 177 — ENEM 2019

Função trigonométrica (seno) Difícil
Antes da resolução

Tente a questão primeiro. Use a resolução para conferir o raciocínio, não para substituir sua tentativa.

Um grupo de engenheiros está projetando um motor cujo esquema de deslocamento vertical do pistão dentro da câmara de combustão está representado na figura.

Dois esquemas do pistão na câmara de combustão. No instante t igual a 0, o pistão está na posição mais baixa, com h(0) igual a 0. Num instante t diferente de 0, o pistão subiu e sua altura é h(t).

A função h(t) = 4 + 4\,\text{sen}\left(\dfrac{\beta t}{2} - \dfrac{\pi}{2}\right) definida para t \ge 0 descreve como varia a altura h, medida em centímetro, da parte superior do pistão dentro da câmara de combustão, em função do tempo t, medido em segundo. Nas figuras estão indicadas as alturas do pistão em dois instantes distintos.

O valor do parâmetro \beta, que é dado por um número inteiro positivo, está relacionado com a velocidade de deslocamento do pistão. Para que o motor tenha uma boa potência, é necessário e suficiente que, em menos de 4 segundos após o início do funcionamento (instante t = 0), a altura da base do pistão alcance por três vezes o valor de 6 cm. Para os cálculos, utilize 3 como aproximação para \pi.

O menor valor inteiro a ser atribuído ao parâmetro \beta, de forma que o motor a ser construído tenha boa potência, é

(A)

1.

(B)

2.

(C)

4.

(D)

5.

(E)

8.

Lendo pela Matriz do ENEMPor que esta é uma questão da H21 e como isso te ajuda a resolverAbra depois de tentar. O texto mostra a resposta.

H21 Resolver situação-problema cuja modelagem envolva conhecimentos algébricos.

Em palavras de salaO enunciado conta relações em palavras. Você dá nome às quantidades desconhecidas, transforma cada frase numa equação e resolve. A parte difícil é montar. Resolver costuma ser o mais fácil.

Por que é H21

A função seno modela a altura do pistão, e a condição de potência vira uma equação em β. Resolver situação-problema cuja modelagem envolve conhecimentos algébricos é a H21.

A H21 nesta questão

h = 6 pede sen(βt/2 − π/2) = 1/2. O ângulo parte de −π/2 e passa por π/6, 5π/6 e 13π/6. A terceira passagem é em βt/2 = 8π/3, ou t = 16/β com π = 3. Para t < 4, β > 4: o menor inteiro é 5.

O que muda na hora de resolver

A H21 pede para respeitar a desigualdade estrita. Com β = 4 a terceira passagem é exatamente em 4 s, e o texto exige menos de 4. Só 21% acertaram.