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.