ENEM 2023 · questão 148

Questão 148 ENEM 2023: Trigonometria

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O mastro de uma bandeira foi instalado perpendicularmente ao solo em uma região plana. Devido aos fortes ventos, três cabos de aço, de mesmo comprimento, serão instalados para dar sustentação ao mastro. Cada cabo de aço ficará perfeitamente esticado, com uma extremidade num ponto P do mastro, a uma altura h do solo, e a outra extremidade, num ponto no chão, como mostra a figura.

Figura da questão

Os cabos de aço formam um ângulo \(\alpha\) com o plano do chão. Por medida de segurança, há apenas três opções de instalação:

• opção I: \(h = 11\ \text{m}\) e \(\alpha = 30^\circ\)

• opção II: \(h = 12\ \text{m}\) e \(\alpha = 45^\circ\)

• opção III: \(h = 18\ \text{m}\) e \(\alpha = 60^\circ\)

A opção a ser escolhida é aquela em que a medida dos cabos seja a menor possível.

Qual será a medida, em metro, de cada um dos cabos a serem instalados?

  1. A
    Alternativa A
  2. B
    Alternativa B
  3. C
    Alternativa C
  4. D
    Alternativa D
  5. E
    Alternativa E
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Gabarito: Alternativa C.

Resolução comentada

Ideia-chave: o cabo é a hipotenusa de um triângulo retângulo em que \(h\) é o cateto oposto a \(\alpha\); logo \(L = \dfrac{h}{\operatorname{sen}\alpha}\).

  1. Opção I: \[L = \frac{11}{\operatorname{sen}30^\circ} = \frac{11}{1/2} = 22\ \text{m}\]
  2. Opção II: \[L = \frac{12}{\operatorname{sen}45^\circ} = \frac{12}{\sqrt{2}/2} = 12\sqrt{2} \approx 16{,}97\ \text{m}\]
  3. Opção III: \[L = \frac{18}{\operatorname{sen}60^\circ} = \frac{18}{\sqrt{3}/2} = 12\sqrt{3} \approx 20{,}78\ \text{m}\]
  4. O menor comprimento é o da opção II: \(12\sqrt{2}\ \text{m}\).

Resposta: alternativa C.

Por que não as outras: usar cosseno ou tangente no lugar do seno gera valores errados; também é comum escolher a menor altura (opção I) sem calcular o cabo.

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