Questão 171 do ENEM 2018Matemática

ENEM 2018Matemática1ª aplicação

A rosa dos ventos é uma figura que representa oito sentidos, que dividem o círculo em partes iguais.

Uma câmera de vigilância está fixada no teto de um shopping e sua lente pode ser direcionada remotamente, através de um controlador, para qualquer sentido. A lente da câmera está apontada inicialmente no sentido Oeste e o seu controlador efetua três mudanças consecutivas, a saber:
• 1ª mudança: 135° no sentido anti-horário;
• 2ª mudança: 60° no sentido horário;
• 3ª mudança: 45° no sentido anti-horário.
Após a 3ª mudança, ele é orientado a reposicionar a câmera, com a menor amplitude possível, no sentido Noroeste (NO) devido a um movimento suspeito de um cliente.

Qual mudança de sentido o controlador deve efetuar para reposicionar a câmera?
A
75° no sentido horário.
B
105° no sentido anti-horário.
C
120° no sentido anti-horário.
D
135° no sentido anti-horário.
165° no sentido horário.
Resposta correta
Gabarito oficial: alternativa E

Resolução comentada

Para resolver essa questão, precisamos acompanhar os movimentos da câmera e determinar sua posição final antes do reposicionamento. A partir daí, calcularemos o deslocamento necessário para atingir o novo alvo.

Entendendo a Rosa dos Ventos e os Movimentos

A rosa dos ventos divide o círculo de 360360^\circ em 88 partes iguais. Isso significa que o ângulo entre dois pontos cardeais ou colaterais consecutivos (por exemplo, do Oeste para o Noroeste) é de: 3608=45\frac{360^\circ}{8} = 45^\circ

Para facilitar os cálculos, vamos adotar uma convenção de sinais para os sentidos de rotação:

  • Sentido anti-horário: vamos considerar como positivo (++).
  • Sentido horário: vamos considerar como negativo (-).

A câmera parte inicialmente apontada para o Oeste (O). Vamos considerar essa posição como o nosso ponto de referência, ou seja, a posição 00^\circ.

Calculando a Posição Atual da Câmera

O controlador efetua três mudanças consecutivas. Vamos somar esses deslocamentos usando a nossa convenção de sinais:

  1. 135135^\circ no sentido anti-horário: +135+135^\circ
  2. 6060^\circ no sentido horário: 60-60^\circ
  3. 4545^\circ no sentido anti-horário: +45+45^\circ

O deslocamento total (saldo) a partir do Oeste será: +13560+45=+120+135^\circ - 60^\circ + 45^\circ = +120^\circ

Isso significa que, após os três movimentos, a câmera está apontada para uma posição que fica 120120^\circ no sentido anti-horário em relação ao Oeste.

Definindo o Destino e a Rota de Correção

O enunciado diz que a câmera deve ser reposicionada para o sentido Noroeste (NO) com a menor amplitude possível. Observando a rosa dos ventos, o Noroeste fica exatamente ao lado do Oeste, a um ângulo de 4545^\circ no sentido horário. Usando nossa convenção, a posição de destino é 45-45^\circ.

Agora, precisamos descobrir qual é a mudança de sentido necessária para sair da posição atual (+120+120^\circ) e chegar ao destino (45-45^\circ). A diferença entre o destino e a posição atual nos dá o deslocamento necessário: Deslocamento=DestinoPosic¸a˜o Atual\text{Deslocamento} = \text{Destino} - \text{Posição Atual} Deslocamento=45(+120)\text{Deslocamento} = -45^\circ - (+120^\circ) Deslocamento=45120=165\text{Deslocamento} = -45^\circ - 120^\circ = -165^\circ

O resultado de 165-165^\circ indica que a câmera deve girar 165165^\circ no sentido horário (pois o sinal é negativo).

Podemos também pensar de forma mais visual: se a câmera está 120120^\circ no sentido anti-horário em relação ao Oeste, para chegar ao Noroeste (que está 4545^\circ no sentido horário em relação ao Oeste), ela precisa primeiro "voltar" os 120120^\circ até o Oeste e, em seguida, avançar mais 4545^\circ até o Noroeste. Como ambos os movimentos são no sentido horário, somamos as amplitudes: 120+45=165 no sentido horaˊrio120^\circ + 45^\circ = 165^\circ \text{ no sentido horário}

Portanto, a mudança que o controlador deve efetuar é de 165165^\circ no sentido horário.

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Fonte: prova oficial do ENEM 2018 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.