Esta questão apresenta um conjunto de exercícios variados de matemática e física básica, abordando álgebra, operações com potências, geometria circular e trigonometria. Abaixo está a resolução detalhada passo a passo para cada item solicitado.
Resolução Detalhada
a) Expressão para R
Dada a fórmula de resistência equivalente em paralelo:
\frac{1}{R} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}
Para encontrar R, somamos os termos do lado direito encontrando o denominador comum:
\frac{1}{R} = \frac{R_2 + R_1}{R_1 \cdot R_2}
Invertemos ambos os lados da equação:
R = \frac{R_1 \cdot R_2}{R_1 + R_2}
b) Expansão de (a+b)^2
Utilizamos o produto notável do quadrado da soma:
(a+b)^2 = a^2 + 2ab + b^2
O termo central é sempre o dobro do produto das bases.
c) Expressão para (a-b)^2
Utilizamos o produto notável do quadrado da diferença:
(a-b)^2 = a^2 - 2ab + b^2
A única diferença em relação ao item anterior é o sinal negativo no termo central.
d) Comprimento do círculo
Dados: Diâmetro d = 10^{-2} cm.
A fórmula do comprimento (circunferência) é C = \pi \cdot d.
Substituindo o valor:
C = \pi \cdot 10^{-2} \text{ cm}
(Valor aproximado: $0,0314$ cm)
e) Divisão por fração
Calcule quanto vale $4$ dividido por $1/2$:
4 \div \frac{1}{2} = 4 \cdot 2 = 8
Dividir por uma fração equivale a multiplicar pelo seu inverso.
f) Potências de base 10
Determinar \frac{10^{16}}{10^{-4}}:
Usamos a propriedade da divisão de potências de mesma base ($10^a / 10^b = 10^{a-b}$):
10^{16 - (-4)} = 10^{16 + 4} = 10^{20}
g) Raio da Terra
Dados: Comprimento C = 40.000 km.
Fórmula: C = 2 \cdot \pi \cdot r.
Isolando o raio r:
r = \frac{C}{2\pi} = \frac{40.000}{2\pi} \approx 6.366,19 \text{ km}
h) Números em potência de base 10
Convertendo os valores:
- $0,5 = 5 \cdot 10^{-1}$
- $10.000 = 10^4$
- $0,035 = 3,5 \cdot 10^{-2}$
- $85 = 8,5 \cdot 10^1$
- $300.000 = 3 \cdot 10^5$
i) Distância percorrida pela luz
Velocidade v = 300.000 km/h.
- Em um minuto (t = 1/60 hora):
d = v \cdot t = 300.000 \cdot \frac{1}{60} = 5.000 \text{ km} - Em um segundo (t = 1/3600 hora):
d = 300.000 \cdot \frac{1}{3600} \approx 83,33 \text{ km}
j) Distância Sol-Terra
Tempo t = 8,0 minutos = $8/60$ horas.
Velocidade v = 300.000 km/h.
d = v \cdot t = 300.000 \cdot \frac{8}{60} = 5.000 \cdot 8 = 40.000 \text{ km}
k) Triângulo Retângulo (item g repetido)
Lados catetos a = 3 m, b = 4 m.
- Hipotenusa (c):
Pelo Teorema de Pitágoras:
c = \sqrt{a^2 + b^2} = \sqrt{3^2 + 4^2} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5 \text{ m} - Seno do ângulo entre hipotenusa e lado $a$:
O seno é \frac{\text{cateto oposto}}{\text{hipotenusa}}. O oposto ao ângulo adjacente a a é b.
\sin(\theta) = \frac{4}{5} = 0,8 - Cosseno do ângulo entre hipotenusa e lado $a$:
O cosseno é \frac{\text{cateto adjacente}}{\text{hipotenusa}}. O adjacente é a.
\cos(\theta) = \frac{3}{5} = 0,6 - Tangente do ângulo entre hipotenusa e lado $a$:
A tangente é \frac{\text{cateto oposto}}{\text{cateto adjacente}}.
\tan(\theta) = \frac{4}{3} \approx 1,33