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Suponha que uma partícula guiada pelo calor está localizada no ponto (2,-1) de uma placa lisa de metal, cuja temperatura em um ponto (x,y) é T(x, y) = 100 – 5×2 – y2 . Em cada ponto de sua trajetória, a partícula tem velocidade dirigida na direção do aumento máximo da temperatura. Então, a equação para a trajetória dessa partícula é:

Suponha que uma partícula guiada pelo calor está localizada no ponto (2,-1) de
uma placa lisa de metal, cuja temperatura em um ponto (x,y) é T(x, y) = 100 – 5x2 – y2 . Em cada ponto de sua trajetória, a partícula tem
velocidade dirigida na direção do aumento máximo da temperatura. Então, a
equação para a trajetória dessa partícula é:

Resposta:

A alternativa correta é D)

Vamos encontrar a equação da trajetória da partícula. Para isso, precisamos encontrar a derivada parcial de T em relação a x e a y, pois a partícula se move na direção do aumento máximo da temperatura.

Primeiramente, calculemos a derivada parcial de T em relação a x:

∂T/∂x = -10x

Agora, calculemos a derivada parcial de T em relação a y:

∂T/∂y = -2y

Como a partícula se move na direção do aumento máximo da temperatura, seu movimento é dado pela equação:

dy/dx = ∂T/∂y / ∂T/∂x = (-2y) / (-10x)

Simplificando a equação, obtemos:

dy/dx = y / 5x

Agora, podemos separar as variáveis e integrar:

∫dy / y = ∫dx / 5x

ln|y| = (1/5) ln|x| + C

Exponenciando ambos os lados, obtemos:

y = kx^(1/5), onde k é uma constante.

Como a partícula começa no ponto (2,-1), podemos encontrar o valor de k:

-1 = k(2)^(1/5)

k = -1/√(32) = -0.5

Portanto, a equação da trajetória da partícula é:

y = -0.5x^(1/5)

Comparando com as opções, vemos que a resposta certa é:

D) y5 + 0,5x = 0

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