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Questão de Matemática — Geometria Espacial — FGV 2024

MatemáticaGeometria Espacial
Código
fg164343
Banca
FGV
Órgão
CBM RJ
Ano
2024
Cargo
Cad ( )
Uma panela cilíndrica, como a representada abaixo, possui 30 cm de diâmetro e 20 cm de altura. O volume dessa panela é de, aproximadamente:Imagem associada para resolução da questão
  1. A6 litros
  2. B9 litros
  3. C12 litros
  4. D14 litros
  5. E18 litros
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GabaritoD — 14 litros

Comentário gerado por IA. É um apoio ao estudo, ancorado em fontes, mas pode conter imprecisões — confira sempre na fonte oficial (lei, súmula, edital e gabarito da banca). Encontrou um erro? Use “Reportar”.

Resolução

Gabarito: letra D — a conta chega a 14,13 L ≈ 14 litros — alternativa D.

A ideia por trás

O cilindro é um sólido com duas bases circulares iguais e uma superfície lateral que as une. O volume de um cilindro mede o espaço interno que ele ocupa, ou seja, sua capacidade — no caso de uma panela, quantos litros de líquido ela comporta. A unidade de volume no sistema métrico é o litro, que equivale a um decímetro cúbico (1 L = 1 dm³).

O volume de um cilindro é dado por V = π · r² · h, onde r é o raio da base circular e h é a altura. A base é um círculo, e sua área é πr²; multiplicar essa área pela altura empilha o círculo ao longo da altura, preenchendo o espaço. O raio é a metade do diâmetro, então se o enunciado dá o diâmetro, é preciso dividir por 2 antes de usar a fórmula. Além disso, como 1 L = 1000 cm³, o volume em centímetros cúbicos deve ser dividido por 1000 para obter litros.

Esta questão cobra exatamente essas duas conversões: diâmetro para raio e cm³ para litros. Quem esquecer qualquer uma delas chega a um valor que não está nas alternativas, então o passo a passo precisa destacar cada conversão separadamente.

O que a questão dá

  • diâmetro da panela = 30 cm

  • altura da panela = 20 cm

O que queremos: o volume da panela em litros

Passo 1 — Obter o raio a partir do diâmetro

A fórmula do volume do cilindro usa o raio da base, mas o enunciado fornece o diâmetro. O raio é a distância do centro até a borda, e o diâmetro é o dobro disso, então precisamos dividir por 2 para ter a medida que a fórmula exige.

Por que esta fórmula: r = d/2 é a relação entre raio e diâmetro de um círculo.

r=d2r = \frac{d}{2}

De onde vem cada valor: dd = enunciado: 30 cm

r=302=15 cmr = \frac{30}{2} = \boxed{15\ \text{cm}}
NÃO CAIA NESSA!

Usar 30 cm como raio — isso quadruplica a área da base e o volume final.

Passo 2 — Calcular o volume em centímetros cúbicos

Com o raio e a altura em centímetros, podemos aplicar a fórmula do volume do cilindro. O resultado sai em cm³, que é a unidade natural dessas medidas.

Por que esta fórmula: V = π · r² · h é a fórmula do volume do cilindro: a área da base circular (πr²) vezes a altura.

V=π⋅r2⋅hV = \pi \cdot r^{2} \cdot h

De onde vem cada valor: π\pi = constante: 3,14 · rr = passo 1: 15 cm · hh = enunciado: 20 cm

V=3,14⋅152⋅20=14.130 cm3V = 3{,}14 \cdot 15^{2} \cdot 20 = \boxed{14.130\ \text{cm}^{3}}
NÃO CAIA NESSA!

Esquecer de elevar o raio ao quadrado — usar 15 em vez de 225.

Passo 3 — Converter o volume para litros

A pergunta pede a capacidade em litros, e o volume que calculamos está em centímetros cúbicos. Como 1 litro equivale a 1000 cm³, precisamos dividir por 1000 para mudar a unidade.

Por que esta fórmula: 1 L = 1000 cm³, então V_litros = V_cm³ / 1000.

V_litros = fracV_cm^31000

De onde vem cada valor: V_cm^3 = passo 2: 14.130 cm³

Vlitros=14.1301000=14,13 LV_{litros} = \frac{14.130}{1000} = \boxed{14{,}13\ \text{L}}
NÃO CAIA NESSA!

Dividir por 100 em vez de 1000 — isso daria 141,3 L, um valor absurdo para uma panela.

Resposta: 14,13 L ≈ 14 litros — alternativa D

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