iii) Aplicações em diversas áreas: as equações diferenciais são utilizadas em diversas áreas do conhecimento, o que proporciona aos licenciandos uma visão mais ampla do papel da Matemática na sociedade e no mundo real.
iv) Preparação para o ensino: ao aprender sobre as equações diferenciais, os licenciandos ganham uma base sólida para ensinar conceitos como derivadas, integrais, funções e modelagem matemática em diferentes níveis de ensino.
v) Despertar o interesse pela Matemática: a exposição a problemas práticos e a exemplos concretos das equações diferenciais pode despertar o interesse dos licenciandos pela Matemática e incentivá-los a explorar áreas mais avançadas.
Considere a seguinte situação-problema: a lei de resfriamento de Newton afirma que a taxa de variação da temperatura T(t) de um corpo em resfriamento é proporcional à diferença entre a temperatura atual do corpo T(t) e a temperatura constante do meio, Tm. A situação é descrita pelo problema de valor inicial, em que k é uma constante:
Fonte: o autor.
Suponha que, em uma cozinha, cuja temperatura ambiente constante é de 25 °C, um bolo é retirado do forno e colocado sobre a pia. Nesse momento, a temperatura do bolo é de 180 °C. Após 5 minutos, verifica-se a temperatura do bolo e o termômetro marca 165 °C. Nessas condições, resolva os itens a seguir:
- a) (70% da nota) Escreva o problema de valor inicial correspondente a essa situação-problema e determine sua solução particular.
- b) (30% da nota) Assumindo que o bolo será servido quando sua temperatura atingir 30 °C, depois de quanto tempo, a partir do momento em que foi colocado sobre a pia, ele estará pronto para ser servido?