Pré-VestibularFunção logarítmica/UFV-MG Tópico resolvido

Poste aqui problemas de Vestibulares. Informe a fonte, o ano e o assunto. Exemplo: (FUVEST - 2008) Logaritmos.

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Harison
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Função logarítmica/UFV-MG

Mensagem não lida por Harison »

A fim de medir a magnitude de um terremoto, os sismólogos Charles Francis Richter e Beno Gutenberg desenvolveram a escala Richter em 1935. Nesta escala, o maior terremoto já registrado foi o Grande Terremoto do Chile, em 1960, atingindo a magnitude de 9,5, seguido do ocorrido na Indonésia, em 2004, que atingiu a magnitude de 9,3.Na escala Richter,a magnitude [tex3]M[/tex3] é dada por:
20210518_232931.jpg
20210518_232931.jpg (9.11 KiB) Exibido 710 vezes
onde log denota logaritmo decimal,A é a amplitude máxima medida pelo sismógrafo e A0 é uma amplitude de referência padrão.Sabe-se também que a energia E,em ergs(1erg=[tex3]10^{-7}[/tex3] Joules),liberada em um terremoto está relacionada à sua magnitude M por meio da expressão [tex3]log E=11,8 + 1,5M [/tex3] .

A partir das informações acima, faça o que se pede:
A)Sabendo que no litoral do Brasil, em 1955, foi registrado um terremoto de magnitude 6,3 na escala Richter, determine a razão entre as energias liberadas nos terremotos ocorridos na Indonésia e no Brasil.

B) Considerando A1 a amplitude máxima de um terremoto e E1 sua energia, e A2 a amplitude máxima de outro terremoto e E2 sua energia, determine k tal que
20210518_233347.jpg
20210518_233347.jpg (21.02 KiB) Exibido 710 vezes
Resposta

A)[tex3]10^{4,5}[/tex3]
B)k=2/3

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NathanMoreira
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Re: Função logarítmica/UFV-MG

Mensagem não lida por NathanMoreira »

Harison

a) Vamos primeiro encontrar a energia de cada um dos terremotos:

[tex3]\boxed{\text{Brasil}}[/tex3] [tex3]\rightarrow [/tex3] [tex3]\text{M}=6,3[/tex3]
[tex3]\log\text{E}=11,8+1,5\text{ . }6,3[/tex3]
[tex3]\log\text{E}=11,8+9,45[/tex3]
[tex3]\log\text{E}=21,25[/tex3]
[tex3]\text{E}=10^{21,25}[/tex3]

[tex3]\boxed{\text{Indonesia}}[/tex3] [tex3]\rightarrow [/tex3] [tex3]\text{M}=9,3[/tex3]
[tex3]\log\text{E}=11,8+1,5\text{ . }9,3[/tex3]
[tex3]\log\text{E}=11,8+13,95[/tex3]
[tex3]\log\text{E}=25,75[/tex3]
[tex3]\text{E}=10^{25,75}[/tex3]

Fazendo a razão entre a energia liberada no terremoto da Indonésia e no Brasil, respectivamente:
[tex3]\frac{10^{25,75}}{10^{21,25}}=10^{25,75-21,25}={\color{red}\boxed{10^{4,5}}}[/tex3]

b) Vamos começar adaptando as equações:

[tex3]\begin{cases}
\log\text{E}_2=11,8+1,5.\text{M}_2 \text{ (I})\\
\text{M}_2=\log\text{A}_2-\log\text{Ao} \text{ (II})
\end{cases}[/tex3]

Substituindo [tex3]\text{ II}[/tex3] em [tex3]\text{ I}[/tex3] :
[tex3]\log\text{E}_2=11,8+1,5.(\log\text{A}_2-\log\text{Ao}) [/tex3]

[tex3]\begin{cases}
\log\text{E}_1=11,8+1,5.\text{M}_1 \text{ (III})\\
\text{M}_1=\log\text{A}_1-\log\text{Ao} \text{ (IV})
\end{cases}[/tex3]

Substituindo [tex3]\text{ IV}[/tex3] em [tex3]\text{ III}[/tex3] :
[tex3]\log\text{E}_1=11,8+1,5.(\log\text{A}_1-\log\text{Ao})[/tex3]

Dando uma arrumada na relação pedida pelo exercício:
[tex3]\log\left(\frac{\text{A}_2}{\text{A}_1}\right)=\log\left(\frac{\text{E}_2}{\text{E}_1}\right)^k[/tex3]
[tex3]\log\left(\frac{\text{A}_2}{\text{A}_1}\right)=k.(\log\text{E}_2-\log\text{E}_1)[/tex3]

Substituindo as informações encontradas anteriormente:
[tex3]\log\left(\frac{\text{A}_2}{\text{A}_1}\right)=k.\{11,8+1,5.(\log\text{A}_2-\log\text{Ao})-[11,8+1,5.(\log\text{A}_1-\log\text{Ao})]\}[/tex3]
[tex3]\log\left(\frac{\text{A}_2}{\text{A}_1}\right)=k.[11,8+1,5.(\log\text{A}_2-\log\text{Ao})-11,8-1,5.(\log\text{A}_1-\log\text{Ao})][/tex3]
[tex3]\log\left(\frac{\text{A}_2}{\text{A}_1}\right)=k.[1,5.(\log\text{A}_2-\log\text{Ao})-1,5.(\log\text{A}_1-\log\text{Ao})][/tex3]
[tex3]\log\left(\frac{\text{A}_2}{\text{A}_1}\right)=k.[1,5.(\log\text{A}_2-\log\text{Ao}-\log\text{A}_1+\log\text{Ao})][/tex3]
[tex3]\log\left(\frac{\text{A}_2}{\text{A}_1}\right)=k.[1,5.(\log\text{A}_2-\log\text{A}_1)][/tex3]
[tex3]\log\left(\frac{\text{A}_2}{\text{A}_1}\right)=k\text{ . }1,5\text{ . }\log\left(\frac{\text{A}_2}{\text{A}_1}\right)[/tex3]
[tex3]\log\left(\frac{\text{A}_2}{\text{A}_1}\right)=\log\left(\frac{\text{A}_2}{\text{A}_1}\right)^{1,5.k}[/tex3]

Bases iguais, igualamos os expoentes:
[tex3]1=1,5\text{ . }k[/tex3]
[tex3]1=\frac{15}{10}\text{ . }k[/tex3]
[tex3]1=\frac{3}{2}\text{ . }k[/tex3]

[tex3]{\color{red}\boxed{k=\frac{2}{3}}}[/tex3]

Editado pela última vez por NathanMoreira em 19 Mai 2021, 19:34, em um total de 1 vez.
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