Sobre o tema
Problemas envolvendo relógios e troca de ponteiros são clássicos em física e matemática, testando a compreensão de movimentos circulares uniformes e equações de tempo. Nesta questão do IME, um relógio é montado erroneamente com os ponteiros das horas e dos minutos trocados, cada um girando com a velocidade do outro. A partir das 4h, busca-se o intervalo de tempo em que o relógio marcará a hora correta pela primeira vez. O raciocínio envolve modelar as posições angulares de cada ponteiro (considerando as velocidades trocadas) e igualá-las às posições que seriam esperadas para o horário real, resultando em uma equação modular. A resolução exige cuidado com as unidades e a interpretação do instante em que as posições coincidem.
Tópicos relacionados
- Movimento circular uniforme de ponteiros
- Equações de tempo com velocidades angulares
- Resolução de congruências lineares
- Interpretação de horários em relógios
- Modelagem matemática de problemas mecânicos
Enunciado
Um aluno distraido desmontou um relogio. Ao remonta-lo, trocou a posicao dos ponteiros das horas e dos minutos, de modo que o ponteiro das horas passou a girar com a velocidade do ponteiro dos minutos, e vice-versa. Sabendo que o relogio foi acertado para as 4 horas, o intervalo que contem o horario t que marcara a hora certa novamente pela primeira vez e
Alternativas
- A)
4h30min <= t < 5h
- B)
5h <= t < 5h30min
- C)
5h30min <= t < 6h
- D)
6h <= t < 6h30min
- E)
6h30min <= t < 7h10min
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Perguntas frequentes
Como calcular a velocidade angular de um ponteiro de relógio?
O ponteiro dos minutos dá uma volta completa (360°) em 60 minutos, então sua velocidade angular é 6°/min. O ponteiro das horas dá uma volta em 12 horas (720 min), com velocidade de 0,5°/min.
O que significa um relógio marcar a hora certa com ponteiros trocados?
Significa que as posições angulares dos ponteiros (que estão girando com velocidades trocadas) coincidem com as posições que os ponteiros deveriam ter naquele instante real. Isso gera uma equação de congruência.
Por que a solução envolve múltiplos de 12/11 horas?
As equações resultam em 330t sendo múltiplo de 360, ou seja, t = (12/11)k horas. O menor k positivo dá o primeiro instante após as 4h, que é cerca de 1h05min27s depois, ou seja, 5h05min27s.
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