Espaço da Física · Prof. Flávio

Questão 158 do Enem 2019 PPL: a função seno do movimento do pistão

Enem 2019 PPL · 2º dia · caderno azul · Matemática · Trigonometria

Nos outros cadernos: amarelo 145 · cinza 169 · rosa 152

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A P(t)=4 sen(2t)P(t) = 4\,\text{sen}(2t)

Os movimentos ondulatórios (periódicos) são representados por equações do tipo ±A sen(wt + θ), que apresentam parâmetros com significados físicos importantes, tais como a frequência w=2πTw = \frac{2\pi}{T}, em que T é o período; A é a amplitude ou deslocamento máximo; θ é o ângulo de fase 0≤θ<2πw0 \le \theta < \frac{2\pi}{w}, que mede o deslocamento no eixo horizontal em relação à origem no instante inicial do movimento.

O gráfico representa um movimento periódico, P = P(t), em centímetro, em que P é a posição da cabeça do pistão do motor de um carro em um instante t, conforme ilustra a figura.

Senoide P(t) entre −4 e 4: começa em 0 subindo, atinge 4 perto de π/4, volta a 0 em π/2, chega a −4 perto de 3π/4 e retorna a 0 em π, repetindo

A expressão algébrica que representa a posição P(t), da cabeça do pistão, em função do tempo t é

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Resolução comentada

O que a questão pede

A expressão do gráfico.

Lendo o gráfico

  • Amplitude: vai de −4 a 4 → A=4A = 4.
  • Período: sai de 0, sobe, desce e volta a 0 subindo em t=πt = \pi → T=πT = \pi, então w=2ππ=2w = \frac{2\pi}{\pi} = 2.
  • Início: em t=0t = 0, P=0P = 0 e subindo → sem fase e com sinal positivo.
P(t)=4 sen(2t)P(t) = 4\,\text{sen}(2t)

Alternativa A.

A Gabarito: alternativa A

Por que as outras alternativas estão erradas

  • B

    O sinal de menos faria o gráfico começar descendo.

  • C

    Começaria descendo e teria período π/2.

  • D

    Com a fase π/4, o gráfico não passaria pela origem.

  • E

    Tem período π/2 e não passa pela origem.

Raio-X da questão

Dados oficiais do Inep. Os microdados desta aplicação não trazem as respostas dos candidatos, então aparecem só a dificuldade pela TRI e a habilidade avaliada.

Dificuldade pela TRIMédiaParâmetro B: 699 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 19ª mais difícil de 44 questões válidas desta prova. O parâmetro B, na escala de notas do Enem (500 + 100 · b), é a nota em que o candidato passa a ter mais chance de acertar a questão do que de errar, sem contar o chute.
Habilidade 19 · Competência 5Identificar representações algébricas que expressem a relação entre grandezas.
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