EBMSP Medicina 2014/1

As consequências no uso excessivo do computador não são imediatas, são doenças que vêm ao longo do tempo e que aumentam o risco se o usuário utilizar o computador por muitas horas seguidas e diariamente. É comum, um usuário, após o uso contínuo do computador, sentir cansaço, dores de cabeça, irritação nos olhos e fadiga.
Dentre as medidas preventivas que podem ser tomadas para minimizar tais sintomas está o posicionamento correto do usuário frente ao monitor – a parte superior da tela deve estar diretamente à frente de seus olhos de modo que ao olhar para ela o usuário olhe levemente para baixo. Além disso, é recomendável que a distância da linha que passa pelo olhos do usuário até a tela tenha entre 50cm e 70cm.

à tela de um monitor, T, um ponto do extremo superior e P, um ponto do extremo inferior da tela.
Se um usuário se posicionar de tal modo que o ângulo TÔP tenha um acréscimo a, tal que , então a distância de O a T, em relação à posição inicial, terá

a

um acréscimo de 10cm.

b

um acréscimo de 15cm.

c

um acréscimo de 20cm.

d

um decréscimo de 15cm.

e

um decréscimo de 20cm.

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Resposta
E

Resolução

Para representar a cena, considere o triângulo retângulo \(OTP\) com vértice \(T\) (topo da tela), onde:
  • \(OT\) é a distância horizontal entre os olhos do usuário \(O\) e o topo da tela \(T\).
  • \(TP\) é a altura da tela, dada como \(30\,\text{cm}\).
  • \(OP\) é a linha de visada para o ponto inferior \(P\).

Inicialmente:

  • \(OT_0 = 60\,\text{cm}\) (olhos alinhados horizontalmente com \(T\)).
  • \(TP = 30\,\text{cm}\).
  • \(\triangle OTP\) é retângulo em \(T\).

1. Cálculo do ângulo inicial \(\theta\)

\[ \cos\theta = \frac{OT_0}{OP_0} = \frac{60}{\sqrt{60^2+30^2}} = \frac{60}{30\sqrt5}=\frac{2}{\sqrt5}. \] Assim, \(\sin\theta = \dfrac{30}{30\sqrt5}=\dfrac{1}{\sqrt5}.\)

2. Informações sobre o acréscimo

O problema fornece \(0<\alpha<\tfrac{\pi}{2}\) e \[\cos\alpha = \frac{11\sqrt5}{25}.\] Logo, \[\sin\alpha = \sqrt{1-\cos^2\alpha}=\sqrt{1-\tfrac{605}{625}}=\sqrt{\tfrac{20}{625}}=\frac{2}{5\sqrt5}.\]

3. Novo ângulo

\[\theta' = \theta + \alpha.\] Aplicando a fórmula do cosseno da soma: \[ \cos\theta' = \cos\theta\,\cos\alpha - \sin\theta\,\sin\alpha. \] Substituindo os valores: \[ \cos\theta' = \frac{2}{\sqrt5}\cdot\frac{11\sqrt5}{25} - \frac{1}{\sqrt5}\cdot\frac{2}{5\sqrt5} = \frac{22}{25}-\frac{2}{25}=\frac{20}{25}=\frac45. \] Portanto, \(\cos\theta' = \tfrac45\) e \(\sin\theta' = \tfrac35\).

4. Determinando a nova distância \(OT_1\)

Para o novo posicionamento, o usuário continua com os olhos na mesma altura do topo da tela; logo, o triângulo continua retângulo em \(T\) com \(TP = 30\,\text{cm}\). Como \(\tan\theta' = \dfrac{TP}{OT_1}\) e \(\tan\theta' = \dfrac{\sin\theta'}{\cos\theta'}=\dfrac{3/5}{4/5}=\tfrac34\), segue: \[ \frac{30}{OT_1}=\frac34 \quad\Longrightarrow\quad OT_1=\frac{30\cdot4}{3}=40\,\text{cm}. \]

5. Variação da distância

\[ \Delta OT = OT_1 - OT_0 = 40\,\text{cm} - 60\,\text{cm} = -20\,\text{cm}. \] Um valor negativo indica aproximação (decréscimo).

Logo, a distância diminui 20 cm ⇒ alternativa (E).

Dicas

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Desenhe o triângulo com OT horizontal e TP vertical (30 cm).
Calcule o ângulo inicial e depois o novo cosseno usando a soma de ângulos.
Use \(\tan\theta' = TP/OT_1\) para achar a nova distância.

Erros Comuns

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Usar seno em vez de cosseno na fórmula de soma de ângulos.
Assumir que aumentar o ângulo sempre aumenta a distância, sem analisar o triângulo.
Arredondar ou converter precocemente para graus, gerando erro de aproximação.
Ignorar que o triângulo permanece retângulo em T, mudando incorretamente TP.
Revisão

Conceitos essenciais

  • Triângulo retângulo: se dois lados são perpendiculares, o terceiro é a hipotenusa.
  • Relações trigonométricas: \(\sin\theta=\dfrac{\text{cateto oposto}}{\text{hipotenusa}}\), \(\cos\theta=\dfrac{\text{cateto adjacente}}{\text{hipotenusa}}\) e \(\tan\theta=\dfrac{\text{cateto oposto}}{\text{cateto adjacente}}\).
  • Fórmula do cosseno da soma: \(\cos(\theta+\alpha)=\cos\theta\cos\alpha-\sin\theta\sin\alpha\).
  • Ergonomia aplicada: a distância olho–tela é ajustada para reduzir fadiga visual.
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