Em qual das situações abaixo uma função polinomial de 2º grau pode ser utilizada para modelar o fenômeno descrito?
(A) -
Crescimento populacional de uma cidade ao longo do tempo.
(B) -
Trajetória de uma bola arremessada verticalmente para cima.
(C) -
Variação da temperatura durante o dia.
(D) -
Quantidade de água em um reservatório que está sendo esvaziado.
(E) -
Movimento de um pêndulo oscilando.
Explicação
A trajetória de uma bola arremessada verticalmente para cima pode ser modelada por uma função polinomial de 2º grau porque ela descreve um movimento parabólico. A equação da função polinomial que modela a trajetória da bola é:
h(t) = -\frac{1}{2}gt^2 + vt + h_0
Onde:
- h(t) é a altura da bola em relação ao solo em metros.
- g é a aceleração da gravidade (aproximadamente 9,8 m/s²).
- v é a velocidade inicial da bola em metros por segundo.
- h_0 é a altura inicial da bola em metros.
Análise das alternativas
Nas demais alternativas, uma função polinomial de 2º grau não é adequada para modelar o fenômeno descrito:
- (A): O crescimento populacional de uma cidade ao longo do tempo pode ser modelado por uma função polinomial de grau superior, pois o crescimento populacional não é necessariamente linear.
- (C): A variação da temperatura durante o dia pode ser modelada por uma função polinomial de grau superior, pois a temperatura pode variar de forma não linear ao longo do dia.
- (D): A quantidade de água em um reservatório que está sendo esvaziado pode ser modelada por uma função polinomial de grau superior, pois a vazão da água não é necessariamente linear.
- (E): O movimento de um pêndulo oscilando pode ser modelado por uma função seno ou cosseno, pois o movimento do pêndulo é periódico e não parabólico.
Conclusão
As funções polinomiais de 2º grau são ferramentas poderosas para modelar fenômenos que descrevem movimentos parabólicos, como a trajetória de uma bola arremessada verticalmente para cima. Esses modelos matemáticos podem ser utilizados para fazer previsões e tomar decisões em diversas áreas do conhecimento.