Uma escada de 11 m está encostada em uma parede. Se a extremidade inferior da escada for
afastada do pé da parede a uma velocidade constante de 3 m/s, com que velocidade a
extremidade superior estará descendo no instante em que a inferior estiver a 4 m da parede?
Podemos resolver esse problema usando o teorema de Pitágoras e derivadas. A relação entre as variáveis é dada por:
x^2 + y^2 = L^2
onde:
X é a distância horizontal entre a extremidade inferior da escada e a parede,
Y é a altura da extremidade superior da escada acima do solo,
L é o comprimento da escada.
Derivando ambos os lados em relação ao tempo (t) obtemos:
2x.(dx/dt) + 2y.(dy/dt) = 0
Você está interessada na velocidade da extremidade superior (dy/dt) quando a extremidade inferior estiver a 4 m da parede ( x = 4 ). Podemos substituir ( x ) por 4 e resolver para ( dy/dt ) usando as informações fornecidas.
Substituímos x = 4 e (dx/dt) = 3 (velocidade constante de afastamento da extremidade inferior) na equação derivada:
2 . 4 . 3 + 2y (dy/dt) = 0
Resolvendo isso, obtemos ( 24 + 2y (dy/dt) = 0). Agora, isolamos ( dy/dt ):
2y (dy/dt )= -24
( dy/dt )= -12/y
Agora, precisamos encontrar ( y). Usando o teorema de Pitágoras:
4^2 + y^2 = 11^2
16 + y^2 = 121
y^2 = 105
y = raiz quadrada de 105
Substituindo ( y = raiz quadrada de 105) na expressão para ( dy/dt ):
( dy/dt ) = -12/raiz quadrada de 105
Esta é a velocidade da extremidade superior da escada quando a inferior está a 4 m da parede. Se desejar, posso simplificar ainda mais ou fornecer o valor numérico.