Pular para o conteúdo principal

Questão de Matemática — Poliedros — FUNDATEC 2024

MatemáticaPoliedros
Código
qg184019
Banca
FUNDATEC
Órgão
Prefeitura de São Martinho da Serra - RS
Ano
2024
Nível
Superior
Para encher um reservatório em forma de um cilindro circular reto com 30 cm de diâmetro e 92 cm de altura foram utilizados cinco baldes completamente cheios. Qual é (em litros) o volume de cada balde?
  1. A4,14π
  2. B5,52π
  3. C8,28π
  4. D16,56π
  5. E32,10π
Revelar gabarito e comentário

GabaritoA — 4,14π

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 A — a conta chega a 4,14π L — alternativa A.

A ideia por trás

O volume de um cilindro circular reto mede o espaço que ele ocupa, e é calculado pela área da base circular vezes a altura. A base é um círculo de raio r, cuja área é πr², então o volume é V = πr²h. A unidade de volume no problema é o centímetro cúbico (cm³), mas a resposta pede litros: 1 litro equivale a 1000 cm³, então é preciso converter. Nesta questão, o reservatório é cheio por 5 baldes, então o volume de cada balde é a quinta parte do volume total; o passo crítico é usar o raio (metade do diâmetro) e converter as unidades antes de dividir.

O que a questão dá

  • diâmetro do cilindro = 30 cm

  • altura do cilindro = 92 cm

  • número de baldes = 5

O que queremos: o volume de cada balde, em litros

Passo 1 — Calcular o raio da base

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.

Por que esta fórmula: r = d/2, porque o diâmetro é duas vezes o raio.

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 o diâmetro diretamente na fórmula do volume, esquecendo de dividir por 2.

Passo 2 — Calcular o volume do cilindro

Com o raio e a altura, podemos calcular o volume total do reservatório, que é o espaço que ele comporta. A fórmula do volume do cilindro é a área da base (círculo) vezes a altura.

Por que esta fórmula: V = πr²h é a fórmula padrão para o volume de um cilindro circular reto, pois a base é um círculo de área πr² e a altura h empilha essa área.

V=πr2hV = \pi r^{2} h

De onde vem cada valor: rr = passo 1: 15 cm · hh = enunciado: 92 cm

V=π15292=20700 πcm3V = \pi \cdot 15^{2} \cdot 92 = \boxed{20700\ \pi \text{cm}^{3}}
NÃO CAIA NESSA!

Usar o diâmetro (30) no lugar do raio, o que quadruplica o volume.

Passo 3 — Converter o volume para litros

A resposta deve ser em litros, mas o volume calculado está em cm³. Como 1 litro equivale a 1000 cm³, precisamos dividir por 1000 para obter o volume em litros.

Por que esta fórmula: 1 L = 1000 cm³, então para converter de cm³ para litros, divide-se por 1000.

V_L = fracV_cm^31000

De onde vem cada valor: V_cm^3 = passo 2: 20700π cm³

VL=20700π1000=20,7 πLV_{L} = \frac{20700\pi}{1000} = \boxed{20{,}7\ \pi \text{L}}
NÃO CAIA NESSA!

Esquecer de converter e dividir o volume em cm³ pelo número de baldes, resultando em um valor sem unidade compatível.

Passo 4 — Dividir o volume total pelos baldes

O reservatório foi cheio com 5 baldes completamente cheios, então cada balde tem a mesma fração do volume total. Dividir o volume total por 5 dá o volume de cada balde.

Por que esta fórmula: Volume de cada balde = volume total / número de baldes, pois os baldes são iguais e juntos somam o volume total.

Vbalde=Vtotal5V_{balde} = \frac{V_{total}}{5}

De onde vem cada valor: VtotalV_{total} = passo 3: 20,7π L · 55 = enunciado: cinco baldes

Vbalde=20,7π5=4,14 πLV_{balde} = \frac{20{,}7\pi}{5} = \boxed{4{,}14\ \pi \text{L}}
NÃO CAIA NESSA!

Dividir o volume em cm³ (20700π) por 5, obtendo 4140π cm³, e não converter para litros.

Resposta: 4,14π L — alternativa A

Link permanente: /questoes/qg184019