72 Uma piscina tem as seguintes dimensões: 5 m de largura, 7 m de ...
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p. 31<br />
70 Quantos litros <strong>de</strong> água cabem em um cubo <strong>de</strong> aresta 8 dm?<br />
Resolução:<br />
V 5 a 3<br />
V 5 8 3 5 512 dm 3 → V 5 512 ,<br />
71 Determine o volume <strong>de</strong> um cubo cuja diagonal é D 5 2 3 m.<br />
Resolução:<br />
D 5 2 3 m<br />
D 5 a 3 5 2 3 → a 5 2 m<br />
V 5 a 3 5 2 3 → V 5 8 m 3<br />
512 ,<br />
<strong>72</strong> <strong>Uma</strong> <strong>piscina</strong> <strong>tem</strong> <strong>as</strong> <strong>seguintes</strong> <strong>dimensões</strong>: 5 m <strong>de</strong> <strong>largura</strong>, 7 m <strong>de</strong> comprimento e 2 m <strong>de</strong><br />
profundida<strong>de</strong>. Qual é a capacida<strong>de</strong> máxima <strong>de</strong> água <strong>de</strong>ssa <strong>piscina</strong> em litros? 70 000 ,<br />
Resolução:<br />
V 5 a ? b ? c 5 5 ? 7 ? 2 5 70 m 3 5 70 000 dm 3 5 70 000 ,<br />
73 Num paralelepípedo retângulo, cada uma d<strong>as</strong> b<strong>as</strong>es é um retângulo em que um lado é o triplo do<br />
outro. A altura do prisma é 10 cm e sua área total é 294 cm2 . Determine o volume. 270 cm3 Resolução:<br />
S t 5 2 ? (a ? 3a 1 a ? 10 1 3a ? 10) 5 294<br />
2 ? (3a 2 1 40a) 5 294<br />
2 240 1 600 1 1 764<br />
3a 1 40a 2 147 5 0 → a 5<br />
6<br />
a 5 3 cm; 3a 5 9 cm<br />
V 5 3 ? 9 ? 10 5 270 cm 3<br />
a<br />
3a<br />
10<br />
8 m 3<br />
a<br />
5 3<br />
ou<br />
49<br />
3 ( a 5 2 não convém)
74 (Unesp-SP) Quantos cubos A precisa-se empilhar para formar o paralelepípedo B?<br />
A<br />
a) 60 c) 94 e) 48<br />
b) 47 d) 39<br />
Resolução:<br />
Para formar o paralelepípedo B, são necessários 5 ? 3 ? 4 5 60 cubos A.<br />
B<br />
75 (Faap-SP) <strong>Uma</strong> <strong>piscina</strong> retangular <strong>de</strong> 10,0 m 3 15,0 m e <strong>de</strong> fundo horizontal está com água até a altura<br />
<strong>de</strong> 1,5 m. Um produto químico em pó <strong>de</strong>ve ser misturado à água, à razão <strong>de</strong> um pacote para cada 4 500 ,. O<br />
número <strong>de</strong> pacotes a serem usados é:<br />
a) 45 c) 55 e) 75<br />
b) 50 d) 60<br />
Resolução:<br />
V 5 a ? b ? c 5 10 ? 15 ? 1,5 5 225 m3 5 225 000 dm3 5 225 000 ,<br />
n 5<br />
225 000<br />
4 500<br />
5 50 pacotes<br />
76 (Unesp-SP) A água <strong>de</strong> um reservatório na forma <strong>de</strong> um paralelepípedo retângulo <strong>de</strong> comprimento<br />
30 m e <strong>largura</strong> 20 m atingia a altura <strong>de</strong> 10 m. Com a falta <strong>de</strong> chuv<strong>as</strong> e o calor, 1 800 m3 da água do<br />
reservatório evaporaram. A água restante no reservatório atingiu a altura <strong>de</strong>:<br />
a) 2 m c) 7 m e) 9 m<br />
b) 3 m<br />
Resolução:<br />
V 5 10 ? 30 ? 20 5 6 000 m<br />
d) 8 m<br />
3<br />
água restante 5 V 2 1 800 5 6 000 2 1 800 5 4 200 m3 4 200 5 30 ? 20 ? h → h 5 7 m<br />
A água restante atingiu a altura <strong>de</strong> 7 m.<br />
77 (UFPR) Ao se colocarem 192 , <strong>de</strong> água em um reservatório cujo interior <strong>tem</strong> a forma <strong>de</strong> um cubo<br />
com uma d<strong>as</strong> faces na horizontal, o nível da água sobe 30 cm. Qual é a capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong>sse reservatório?<br />
a) 640 c) 576 e) 512<br />
b) 768 d) 384<br />
Resolução:<br />
30 cm 5 3 dm<br />
192 , 5 192 dm3 → volume <strong>de</strong> água em 3 dm<br />
V 5 192 5 a ? a ? 3 → a2 5 64 → a 5 8 dm<br />
V 5 a3 5 83 5 512 dm3 5 512 ,<br />
A capacida<strong>de</strong> do reservatório é 512 ,.
78 (Unesp-SP) Consi<strong>de</strong>re um pedaço <strong>de</strong> cartolina retangular <strong>de</strong> lado menor 10 cm e lado maior 20 cm.<br />
Retirando-se 4 quadrados iguais <strong>de</strong> lados x cm (um quadrado <strong>de</strong> cada canto) e dobrando-se na linha pontilhada<br />
conforme mostra a figura, obtém-se uma pequena caixa retangular sem tampa.<br />
O polinômio, na variável x, que representa o volume, em cm 3 , <strong>de</strong>ssa caixa é:<br />
a) 4x 3 2 60x 2 1 200x c) 4x 3 2 60x 2 1 200 e) x 3 2 15x 2 1 50x<br />
b) 4x 3 2 60x 1 200 d) 4x 3 2 30x 2 1 200x<br />
p. 32<br />
x cm<br />
Resolução:<br />
Montando a caixa, <strong>tem</strong>os:<br />
10 2x<br />
20 2x<br />
20 cm<br />
V 5 x ? (10 2 2x) ? (20 2 2x) 5 4x 3 2 60x 2 1 200x<br />
79 (Unesp-SP) Consi<strong>de</strong>re o sólido resultante <strong>de</strong> um paralelepípedo retângulo <strong>de</strong> arest<strong>as</strong> medindo x, x<br />
e 2x, do qual um prisma <strong>de</strong> b<strong>as</strong>e quadrada <strong>de</strong> lado 1 e altura x foi retirado. O sólido está representado pela<br />
parte escura da figura.<br />
x<br />
x<br />
O volume <strong>de</strong>sse sólido, em função <strong>de</strong> x, é dado pela expressão:<br />
a) 2x 3 2 x 2 c) 2x 3 2 x e) 2x 3 2 2x<br />
b) 4x 3 2 x 2 d) 2x 3 2 2x 2<br />
Resolução:<br />
V 5 x ? x ? 2x 2 1 ? 1 ? x 5 2x 3 2 x<br />
x<br />
2x<br />
1<br />
10 cm
80 (Cesgranrio-RJ) De um bloco cúbico <strong>de</strong> isopor <strong>de</strong> aresta 3a recorta-se o sólido, em forma <strong>de</strong> H,<br />
mostrado na figura. O volume do sólido é:<br />
a) 27a 3 c) 18a 3 e) 9a 3<br />
b) 21a 3 d) 14a 3<br />
p. 34<br />
a<br />
a<br />
a<br />
a a a<br />
Resolução:<br />
V 5 (3a) 3 2 2 ? a ? a ? 3a 5 27a 3 2 6a 3 → V 5 21a 3<br />
81 <strong>Uma</strong> barra <strong>de</strong> chocolate <strong>tem</strong> o formato <strong>de</strong> um prisma triangular regular <strong>de</strong> aresta lateral 15 cm e<br />
aresta da b<strong>as</strong>e 3 cm. Qual o volume <strong>de</strong> chocolate contido na barra? (Consi<strong>de</strong>re 3 5 1,7. ) 57,375 cm3 Resolução:<br />
3<br />
15<br />
V 5 S ? h<br />
S<br />
V<br />
b<br />
b<br />
5<br />
1<br />
3 ? 3<br />
3<br />
5<br />
2 2<br />
9 3<br />
5 ? 15 5<br />
4<br />
9 3<br />
4<br />
135 3<br />
4<br />
82 (Fuvest-SP) Dois blocos <strong>de</strong> alumínio em forma <strong>de</strong> cubo, com arest<strong>as</strong> medindo 10 cm e 6 cm, são<br />
levados juntos à fusão e em seguida o alumínio líquido é moldado como um paralelepípedo reto <strong>de</strong> arest<strong>as</strong><br />
8 cm, 8 cm e x cm. O valor <strong>de</strong> x é:<br />
a) 16 c) 18 e) 20<br />
b) 17 d) 19<br />
Resolução:<br />
V 1 5 10 3 5 1 000 cm 3<br />
V 2 5 6 3 5 216 cm 3<br />
V t 5 1 000 1 216 5 1 216 cm 3<br />
V t 5 1 216 5 8 ? 8 ? x → x 5 19 cm<br />
→ V 5 57,375 cm3<br />
3a
83 (UFRJ) <strong>Uma</strong> barra <strong>de</strong> sabão ABCDEFGH, com a forma <strong>de</strong> um paralelepípedo retângulo, foi cortada<br />
pelo plano que contém os pontos C, D, F e G, como mostrado na figura 1. O sólido ABCDFG obtido foi<br />
cortado, mais uma vez, pelo plano que contém os pontos M, N, P e Q, que são, respectivamente, os pontos<br />
médios d<strong>as</strong> arest<strong>as</strong> AD, BC, CG e DF, como ilustrado na figura 2.<br />
F<br />
A<br />
B<br />
G<br />
D<br />
E<br />
H<br />
C<br />
F<br />
figura 1 figura 2 figura 3<br />
Calcule a razão entre o volume do sólido CDMNPQ resultante <strong>de</strong>sse segundo corte (ilustrado na figura 3) e o<br />
volume da barra <strong>de</strong> sabão original. 1<br />
8<br />
G<br />
Q<br />
B<br />
A M<br />
84 (UFSC) Na figura a seguir, o segmento <strong>de</strong> reta AE é paralelo ao segmento BF, e o segmento <strong>de</strong> reta<br />
CG é paralelo ao segmento DH; o trapézio ABDC <strong>tem</strong> os lados medindo 2 cm, 10 cm, 5 cm, e 5 cm, <strong>as</strong>sim<br />
como o trapézio EFHG; esses trapézios estão situados em planos paralelos que distam 4 cm um do outro.<br />
G<br />
Resolução:<br />
Sejam AD 5 a, CD 5 b e AF 5 c.<br />
V 5 a ? b ? c<br />
inicial<br />
DM 5<br />
a<br />
; MQ 5<br />
2<br />
c<br />
2<br />
V2<br />
5<br />
1<br />
2<br />
?<br />
a<br />
2<br />
?<br />
c<br />
2<br />
? b 5<br />
abc<br />
8<br />
V<br />
V<br />
E<br />
A<br />
F<br />
C D<br />
G<br />
2<br />
inicial<br />
A razão é 1<br />
8<br />
Resolução:<br />
5<br />
abc<br />
8<br />
abc<br />
5<br />
5<br />
E<br />
.<br />
B<br />
A<br />
F<br />
2<br />
C 10 D<br />
H<br />
1<br />
8<br />
B<br />
Consi<strong>de</strong>remos a figura acima um prisma<br />
quadrangular <strong>de</strong> altura 4 cm, cuj<strong>as</strong> b<strong>as</strong>es<br />
são trapézios <strong>de</strong> B 5 10 e b 5 2.<br />
H<br />
5<br />
D<br />
P<br />
N<br />
C<br />
Q<br />
M<br />
Calcule o volume (em cm3 ) do sólido limitado pel<strong>as</strong> faces ABFE, CDHG,<br />
ACGE, BDHF e pelos dois trapézios. <strong>72</strong> cm3 D<br />
P<br />
N<br />
C<br />
2<br />
2<br />
h2 5 52 2 42 5 9 → h 5 3<br />
(B 1 b)h (10 1 2)<br />
Sb<strong>as</strong>e<br />
5 5<br />
2<br />
2<br />
V 5 S ? H b<br />
V 5 18 ? 4 5 <strong>72</strong> cm3 h<br />
5<br />
4<br />
3<br />
5 18
85 A área lateral <strong>de</strong> um prisma hexagonal regular é 48 cm2 , e a altura do prisma é o dobro da aresta da<br />
b<strong>as</strong>e. Determine seu volume. 24 3 cm 3<br />
Resolução:<br />
a<br />
2a<br />
86 Num prisma hexagonal regular, a altura me<strong>de</strong> 3 m e o apó<strong>tem</strong>a da b<strong>as</strong>e me<strong>de</strong> 2 3 m. Determine<br />
seu volume. <strong>72</strong> m3 Resolução:<br />
h<br />
y<br />
H<br />
h<br />
A altura do prisma é o lado do retângulo da face lateral, então:<br />
S , 5 6 ? a ? h 5 48 → a ? h 5 8<br />
h 5 2a → a ? 2a 5 8 → a 2 5 4 → a 5 2 cm<br />
h 5 2 ? 2 → h 5 4 cm<br />
Sb 5 6 ?<br />
1<br />
2<br />
? 2 ?<br />
2 3<br />
2<br />
5 6 3 cm<br />
V 5 S ? h<br />
b<br />
V 5 6 3 ? 4 → V 5 24 3 cm<br />
A b<strong>as</strong>e é um hexágono regular <strong>de</strong> apó<strong>tem</strong>a h 5 2 3 m e H 5 3 m.<br />
h 5<br />
, 3<br />
2<br />
5 2 3 → , 5 4 m<br />
V 5 S ? H<br />
4 ? 2 3<br />
Sb 5 6 ? 5 24 3 m<br />
2<br />
V<br />
87 (UFPE) Um <strong>de</strong>pósito na forma <strong>de</strong> um paralelepípedo retângulo está<br />
preenchido com certo volume <strong>de</strong> líquido. Ao colocarmos no interior do<br />
paralelepípedo um cubo sólido <strong>de</strong> aresta 4 cm, com <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> maior que a do<br />
líquido, a altura do líquido fica igual à aresta do cubo. O paralelepípedo <strong>tem</strong> b<strong>as</strong>e<br />
com comprimento 5 cm e <strong>largura</strong> 6 cm. Determine a aresta x <strong>de</strong> outro cubo<br />
sólido, com <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> maior que a do líquido, que, quando colocado no interior do<br />
paralelepípedo, <strong>de</strong>ixa a altura do líquido igual à medida da aresta. Indique (x 1 2) 2 .<br />
b<br />
5 24 3 ? 3<br />
3<br />
→ V 5 <strong>72</strong> m 3<br />
Resolução:<br />
O volume do líquido é: 30x 2 x3 5 30 ? 4 2 43 x3 2 43 2 30x 1 30 ? 4 5 0<br />
Fatorando a expressão, <strong>tem</strong>os:<br />
(x 2 4) ? (x2 1 4x 116) 2 30 ? (x 2 4) 5 0<br />
(x 2 4) ? (x2 1 4x 2 14) 5 0 → x 5 4 ou x 5 22 1 3 2<br />
Então: (x 2) 2<br />
1 5 22 1 3 2 1 2 5 18<br />
x 5 18<br />
( )<br />
2<br />
2<br />
2<br />
18
88 (Unicamp-SP) <strong>Uma</strong> caixa-d’água cúbica, <strong>de</strong> volume máximo, <strong>de</strong>ve ser colocada entre o telhado e a<br />
laje <strong>de</strong> uma c<strong>as</strong>a, conforme mostra a figura. Dados: AB 5 6 m, AC 5 1,5 m e CD 5 4 m.<br />
C<br />
A<br />
D<br />
Resolução:<br />
a) Seja x a altura da caixa-d’água.<br />
B<br />
a) Qual <strong>de</strong>ve ser o comprimento <strong>de</strong> uma aresta da caixa? 1,2 m<br />
b) Supondo que a altura máxima da água na caixa é <strong>de</strong> 85% da altura da<br />
caixa, quantos litros <strong>de</strong> água po<strong>de</strong>m ser armazenados na caixa? 1 468,8 ,<br />
89 Determine o volume <strong>de</strong> um prisma triangular regular cuja aresta da b<strong>as</strong>e é 5 cm sabendo que a área<br />
<strong>de</strong> cada face lateral é o dobro da área <strong>de</strong> uma d<strong>as</strong> b<strong>as</strong>es. 375<br />
8 cm3<br />
Resolução:<br />
5<br />
1,5<br />
1,5 x<br />
H<br />
C<br />
F<br />
A<br />
x<br />
x<br />
E<br />
Os triângulos CFE e CAB são semelhantes, então:<br />
1,5 2 x<br />
x<br />
1,5<br />
5<br />
6<br />
→ 9 2 6x 5 1,5x → x 5 1,2 m<br />
O comprimento <strong>de</strong> uma aresta <strong>de</strong>ve ser 1,2 m.<br />
b) h 5 85% <strong>de</strong> 12 5<br />
85<br />
100<br />
? 12 5 10,20 dm<br />
V 5 12 ? 12 ? 10,20 5 1 468,8 dm3 → V 5 1 468,8 ,<br />
Sb 5<br />
2<br />
5 3<br />
4<br />
2<br />
cm<br />
S, 5 2 ? Sb 5<br />
25 3<br />
2<br />
2<br />
cm<br />
S, 5 5 ? H 5<br />
25 3<br />
2<br />
→ H 5<br />
5 3<br />
2<br />
cm<br />
V S H V<br />
375<br />
8 cm<br />
5 b ? 5<br />
2<br />
5 3<br />
4<br />
?<br />
5 3<br />
2<br />
→<br />
5<br />
6<br />
3<br />
B
90 Calcule o volume <strong>de</strong> um prisma quadrangular regular cuja área total <strong>tem</strong> 256 m2 e a área lateral é<br />
igual ao dobro da área da b<strong>as</strong>e. 256 m3 Resolução:<br />
a<br />
91 (UFV-MG) A figura abaixo exibe a seção transversal <strong>de</strong> uma <strong>piscina</strong> <strong>de</strong> 20 m <strong>de</strong> comprimento por<br />
10 m <strong>de</strong> <strong>largura</strong>, com profundida<strong>de</strong> variando uniformemente <strong>de</strong> 1 m a 3 m.<br />
1 m<br />
20 m<br />
a) Determine o volume <strong>de</strong> água necessário para encher a <strong>piscina</strong> até a borda. (Sugestão: Calcule a área da<br />
seção transversal da <strong>piscina</strong> ilustrada pela figura.) 400 m<br />
b) Qual a distância mínima que uma pessoa <strong>de</strong> 1,70 m <strong>de</strong>ve caminhar, saindo do ponto mais r<strong>as</strong>o da <strong>piscina</strong>,<br />
para que fique totalmente submersa? (Sugestão: Use semelhança <strong>de</strong> triângulos.)<br />
3<br />
7 m<br />
Resolução:<br />
a)<br />
b)<br />
1 m<br />
1 1<br />
A<br />
a<br />
h<br />
x C<br />
D<br />
0,70<br />
S t 5 256 5 2 ? (a ? a 1 a ? h 1 a ? h) → 256 5 2 ? (a 2 1 2ah) → a 2 1 2ah 5 128<br />
S, h<br />
5 5 5<br />
4ah 2a 2 →<br />
Substituindo h na primeira equação, <strong>tem</strong>os:<br />
2<br />
a 1 2a ?<br />
a<br />
2<br />
2<br />
5 2a 5 128 → a 5 8 m<br />
h 5<br />
8<br />
2<br />
→ h 5 4 m<br />
20 m<br />
20 x<br />
1<br />
B<br />
2<br />
E<br />
3 m<br />
0<br />
a<br />
2<br />
V 5 S b ? h 5 a 2 ? h 5 64 ? 4 → V 5 256 m 3<br />
10 m<br />
3 m<br />
Consi<strong>de</strong>rando a <strong>piscina</strong> um prisma<br />
<strong>de</strong> altura 10 m, cuj<strong>as</strong> b<strong>as</strong>es são os<br />
trapézios, <strong>tem</strong>os:<br />
V 5 S ? h<br />
b<br />
V 5<br />
V<br />
1 ( 1 3) 20<br />
? 10 → 5 400 m<br />
2<br />
3<br />
O triângulo ABE é semelhante ao triângulo ACD, então:<br />
x<br />
0,70<br />
5<br />
20<br />
→ x 5 7 m<br />
2<br />
A distância mínima é 7 m.
p. 38<br />
92 Determine a natureza <strong>de</strong> uma pirâmi<strong>de</strong> que possui:<br />
a) 8 faces heptagonal<br />
b) 12 arest<strong>as</strong><br />
93 Determine o número <strong>de</strong> diagonais da b<strong>as</strong>e <strong>de</strong> uma pirâmi<strong>de</strong> sabendo que a soma dos ângulos <strong>de</strong><br />
tod<strong>as</strong> <strong>as</strong> faces é igual a 1 8008. 9<br />
Resolução:<br />
Seja S a soma dos ângulos internos da b<strong>as</strong>e.<br />
i<br />
S 5 (n 2 2) ? 180°<br />
i<br />
As faces laterais são triângulos, então:<br />
S 5 1 800° 5 (n 2 2) ? 180° 1 180°n<br />
360°n 5 2 160°<br />
n 5 6<br />
A b<strong>as</strong>e é um hexágono.<br />
n ? 2<br />
D 5 5 D<br />
?<br />
(n 3) 6 3<br />
→ 5 9<br />
2<br />
2<br />
94 Qual a área lateral <strong>de</strong> uma pirâmi<strong>de</strong> quadrangular regular <strong>de</strong> altura 5 m e área da b<strong>as</strong>e igual a<br />
100 m2 ? 100 2 m 2<br />
Resolução:<br />
5<br />
O<br />
V<br />
5<br />
a A<br />
g<br />
M<br />
a<br />
B<br />
hexagonal<br />
Resolução:<br />
a) A pirâmi<strong>de</strong> possui 8 faces; então, uma d<strong>as</strong> faces é a b<strong>as</strong>e, portanto é uma pirâmi<strong>de</strong> heptagonal.<br />
b) A pirâmi<strong>de</strong> possui 12 arest<strong>as</strong>; 12<br />
2<br />
Portanto, a pirâmi<strong>de</strong> é hexagonal.<br />
5 6 → número da aresta da b<strong>as</strong>e<br />
a2 5 100 → a 5 10 m<br />
Aplicando o teorema <strong>de</strong> Pitágor<strong>as</strong> no triângulo VOM, <strong>tem</strong>os:<br />
2<br />
g<br />
2 2<br />
5 5 1 5 → g 5 5 2 m<br />
S,<br />
5 4 ?<br />
a ? g<br />
2<br />
5 4 ?<br />
10 ? 5 2<br />
2<br />
2<br />
5 100 2 m
95 Qual a altura <strong>de</strong> um tetraedro regular <strong>de</strong> 6 m <strong>de</strong> aresta? 2 6 m<br />
Resolução:<br />
C<br />
a<br />
M<br />
D<br />
a a<br />
g h<br />
a<br />
H<br />
A<br />
a 6 6 6<br />
h 5 5 → h 5 2 6 m<br />
3 3<br />
a<br />
B<br />
96 Determine a área lateral e a área total <strong>de</strong> uma pirâmi<strong>de</strong> quadrangular regular cuj<strong>as</strong> arest<strong>as</strong> da b<strong>as</strong>e<br />
me<strong>de</strong>m 6 cm e a altura, 4 cm.<br />
Resolução:<br />
4<br />
O<br />
V<br />
3<br />
6 A<br />
g<br />
M<br />
6<br />
B<br />
S , 5 60 cm 2 e S t 5 96 cm 2<br />
97 Determine <strong>as</strong> áre<strong>as</strong> lateral e total <strong>de</strong> uma pirâmi<strong>de</strong> triangular regular, sendo 7 m a medida do seu<br />
2<br />
2<br />
apó<strong>tem</strong>a e 24 m o perímetro da b<strong>as</strong>e. S, 84 m e St 4 21 m<br />
5 5 1 4 3 ( )<br />
Resolução:<br />
p 5 24 → a 5<br />
24<br />
5 8<br />
3<br />
V<br />
B C<br />
8<br />
A<br />
7<br />
8<br />
Aplicando o teorema <strong>de</strong> Pitágor<strong>as</strong> no triângulo VOM, <strong>tem</strong>os:<br />
g2 5 42 1 32 → g 5 5 cm<br />
S 60 cm 2<br />
, 5 ?<br />
6 ? 5<br />
4 5<br />
2<br />
S 5 6 b 2 5 36 cm2 S T 5 S , 1 S b<br />
S T 5 60 1 36 5 96 cm 2<br />
S,<br />
5 3 ?<br />
7 ? 8<br />
2<br />
5 84 m<br />
S 5 S 1<br />
2<br />
S<br />
T<br />
,<br />
b<br />
Sb<br />
5<br />
2<br />
8 3<br />
4<br />
5 16 3<br />
S 5 84 1 16 3 5 4 ? 21 1 4 3 m<br />
T<br />
( )<br />
2
98 Calcule a área da b<strong>as</strong>e <strong>de</strong> uma pirâmi<strong>de</strong> quadrangular regular, cuj<strong>as</strong> faces laterais são triângulos<br />
eqüiláteros, sendo 49 3 cm 2 a soma d<strong>as</strong> áre<strong>as</strong> <strong>de</strong>sses triângulos. 49 cm2 Resolução:<br />
a<br />
99 Consi<strong>de</strong>re a pirâmi<strong>de</strong> com um triedro trirretangular cuj<strong>as</strong> arest<strong>as</strong> laterais me<strong>de</strong>m 10 cm. Determine<br />
sua área total. S 5 50 3 1 3<br />
2<br />
cm<br />
Resolução:<br />
t<br />
g<br />
a<br />
a<br />
( )<br />
10<br />
100 A altura <strong>de</strong> um tetraedro regular é 4 6 m. Determine o apó<strong>tem</strong>a do tetraedro e a área da b<strong>as</strong>e.<br />
C<br />
a<br />
M<br />
D<br />
a a<br />
g h<br />
a<br />
H<br />
A<br />
a<br />
a<br />
S,<br />
a a<br />
5 ? 5 5 5<br />
4<br />
2<br />
3<br />
2<br />
49 3 → 3 49 3 → 7 cm<br />
4<br />
S b 5 a 2 5 7 2 5 49 cm 2<br />
2 2 2<br />
a 5 10 1 10 5 200 → a 5 10 2 cm<br />
S 5 S 1 S<br />
S<br />
T , b<br />
,<br />
10 ? 10<br />
5 3 ? 5 150 cm<br />
2<br />
Sb<br />
5<br />
2<br />
a 3<br />
4<br />
5<br />
200 3<br />
4<br />
5 50 3 cm<br />
S 5 150 1 50 3 5 50 ? 3 1 3<br />
T<br />
Resolução:<br />
2<br />
( ) cm 2<br />
B<br />
2<br />
10<br />
a<br />
10<br />
a 6<br />
h 5 5 4 6 → a 5 12 m<br />
3<br />
g<br />
S b<br />
a 3<br />
5 5 12 g 5 m<br />
2<br />
3<br />
→ 6 3<br />
2<br />
2 2<br />
a 3 12 3<br />
5 5 5 36 3<br />
m<br />
4 4<br />
g 5 6 3 m e S 5 36 3 m<br />
2<br />
b<br />
2
101 Determine a área lateral e a área total <strong>de</strong> uma pirâmi<strong>de</strong> hexagonal regular sabendo que a aresta da<br />
b<strong>as</strong>e me<strong>de</strong> 6 3 cm e a sua altura, 12 cm.<br />
2<br />
2<br />
S, cm e St 432 cm<br />
5 5<br />
270 3 3<br />
Resolução:<br />
p. 40<br />
12<br />
6 3<br />
h<br />
g<br />
102 A altura <strong>de</strong> uma pirâmi<strong>de</strong> quadrangular regular é 10 m, e sua b<strong>as</strong>e <strong>tem</strong> lado 8 m. Determine seu<br />
volume. 640 3<br />
m<br />
3<br />
Resolução:<br />
P<br />
A 10 B<br />
C D<br />
8<br />
103 Determine o volume <strong>de</strong> uma pirâmi<strong>de</strong> <strong>de</strong> altura 7 cm, cujo polígono da b<strong>as</strong>e é um triângulo isósceles<br />
<strong>de</strong> lados 13 cm, 13 cm e 10 cm. 140 cm3 Resolução:<br />
Sb ? h<br />
V 5<br />
3<br />
13 13<br />
h<br />
5 5<br />
h é o apó<strong>tem</strong>a da b<strong>as</strong>e da pirâmi<strong>de</strong>.<br />
a 3 6 3 ? 3<br />
h 5 5<br />
→ h 5 9<br />
2 2<br />
g é o apó<strong>tem</strong>a da pirâmi<strong>de</strong>.<br />
g2 5 92 1 122 → g2 5 81 1 144 → g2 5 225 → g 5 15 cm<br />
S,<br />
5 6 ?<br />
a ? g<br />
2<br />
5 6 ?<br />
6 3 ? 15<br />
2<br />
2<br />
5 270 3 cm<br />
S 5 S 1 S<br />
T , b<br />
b 5 6 ?<br />
( 6 3 ) 2<br />
Sb ? h 8 ? 8<br />
V 5 5 ? 10 5<br />
3 3<br />
S<br />
4<br />
3<br />
2<br />
5 162 3 cm<br />
S 5 270 3 1 162 3 5 432 3 cm<br />
T<br />
h 2 5 13 2 2 5 2 5 169 2 25 5 144 → h 5 12 cm<br />
S<br />
V<br />
b<br />
640<br />
3 m3<br />
5<br />
1<br />
2<br />
? 10 ? 12 5 60 cm<br />
5<br />
60 ? 7<br />
3<br />
3<br />
5 140 cm<br />
2<br />
2
104 O apó<strong>tem</strong>a da b<strong>as</strong>e <strong>de</strong> um tetraedro regular me<strong>de</strong> 3 cm. Determine seu volume.<br />
Resolução:<br />
C<br />
a<br />
a<br />
105 (ITA-SP) A razão entre a área da b<strong>as</strong>e <strong>de</strong> uma pirâmi<strong>de</strong> regular <strong>de</strong> b<strong>as</strong>e quadrada e a área <strong>de</strong> uma d<strong>as</strong><br />
faces é 2. Sabendo que o volume da pirâmi<strong>de</strong> é <strong>de</strong> 12 m 3 , <strong>tem</strong>os que a altura da pirâmi<strong>de</strong> me<strong>de</strong> (em metros):<br />
a) 1 c) 3 e) 5<br />
b) 2 d) 4<br />
Resolução:<br />
2<br />
a<br />
1<br />
a ? g<br />
2<br />
a<br />
H<br />
O<br />
V<br />
H<br />
V<br />
A<br />
3<br />
g<br />
a<br />
2<br />
a<br />
g<br />
M<br />
O M<br />
5 2 → 2a 5 2g → a 5 g<br />
B<br />
a<br />
hb<br />
a b 5 3 5 → hb 5 9 cm 5 g<br />
3<br />
a 3<br />
h 5 → a 5 18<br />
3<br />
→ a 5 6 3 cm<br />
2<br />
3<br />
Sb<br />
5<br />
2<br />
a 3<br />
4<br />
5<br />
36 ? 3<br />
4<br />
3<br />
2<br />
5 27 3 cm<br />
H 5<br />
a 6<br />
3<br />
5<br />
6 3 ?<br />
3<br />
6<br />
5 2 18 5 6 2 cm<br />
V 5<br />
1<br />
Sb 3<br />
? H 5<br />
1<br />
3<br />
? 27 3 ? 6 2 5 54 6 cm<br />
Aplicando o teorema <strong>de</strong> Pitágor<strong>as</strong> no triângulo VOM, <strong>tem</strong>os:<br />
( )<br />
2 2<br />
g 5 H 1 a<br />
2<br />
Como a 5 g, <strong>tem</strong>os:<br />
2<br />
2<br />
a 2<br />
2<br />
a<br />
4<br />
2<br />
5 H<br />
2<br />
→ H 5<br />
3a<br />
4<br />
2<br />
→ a 5<br />
V 5 12 5<br />
1 2<br />
a H<br />
3<br />
Substituindo a 2 , <strong>tem</strong>os:<br />
4H<br />
3<br />
2 2<br />
2<br />
12<br />
1<br />
3<br />
5 ?<br />
4H<br />
? H → H 5 27 →<br />
H 5 3<br />
3 3<br />
54 6 cm 3<br />
3
106 (UFBA) Em uma pirâmi<strong>de</strong> <strong>de</strong> altura h metros, a área da sua b<strong>as</strong>e é 560 m2 . Um plano a, paralelo à<br />
b<strong>as</strong>e a uma distância <strong>de</strong> h<br />
metros do vértice da pirâmi<strong>de</strong>, <strong>de</strong>termina uma secção transversal <strong>de</strong> área:<br />
2<br />
a) 280 m2 c) 140 m2 e) 80 m2 b) 180 m2 d) 100 m2 Resolução:<br />
107 (Unicamp-SP) Consi<strong>de</strong>re um cubo cuja aresta me<strong>de</strong> 10 cm. O sólido cujos vértices são os centros d<strong>as</strong><br />
faces do cubo é um octaedro regular, cuj<strong>as</strong> faces são triângulos eqüiláteros congruentes.<br />
a) Calcule o comprimento da aresta <strong>de</strong>sse octaedro regular.<br />
b) Calcule o volume do mesmo octaedro.<br />
500<br />
3 cm3<br />
Resolução:<br />
a) De acordo com o enunciado, <strong>tem</strong>os a figura:<br />
5 2 cm<br />
B<br />
10 A<br />
E<br />
C<br />
10<br />
F<br />
D<br />
2<br />
⎛ ⎞<br />
2<br />
SB<br />
5<br />
H 560<br />
5<br />
h 560<br />
S ( 1 h ) → ⎜ ⎟ → 5 4 → S 5<br />
560<br />
1 5 140 m<br />
S ⎜ 1 h ⎟ S1<br />
4<br />
⎝ 2 ⎠<br />
5<br />
M<br />
5<br />
No triângulo CDM, <strong>tem</strong>os:<br />
(CD) 2 5 52 1 52 5 50 → CD 5 5 2 cm<br />
b) O octaedro é composto por du<strong>as</strong> pirâmi<strong>de</strong>s, então:<br />
V 5 ? a ? 5 ? ? ? 5 cm<br />
2<br />
1<br />
5 2<br />
1<br />
25 2 5<br />
500<br />
3<br />
3 3<br />
2 3<br />
5<br />
5<br />
2
p. 41<br />
108 Na figura, os quadrados ABCD e A9B9C9D9, cujos lados me<strong>de</strong>m<br />
10 u.c., são <strong>as</strong> b<strong>as</strong>es <strong>de</strong> um prisma reto <strong>de</strong> altura igual a 5 3 u.c., e o ponto O<br />
O<br />
é, ao mesmo <strong>tem</strong>po, o centro do quadrado ABCD e o vértice da pirâmi<strong>de</strong> com<br />
b<strong>as</strong>e A9B9C9D9.<br />
A partir <strong>de</strong>ss<strong>as</strong> informações, po<strong>de</strong>-se afirmar:<br />
(01) Qualquer plano que contenha uma face lateral da pirâmi<strong>de</strong> faz um<br />
A<br />
D<br />
B<br />
ângulo <strong>de</strong> 60º com o plano da b<strong>as</strong>e A9B9C9D9.<br />
A B<br />
(02) Qualquer aresta lateral da pirâmi<strong>de</strong> faz um ângulo <strong>de</strong> 60º com o plano da b<strong>as</strong>e A9B9C9D9.<br />
(04) Exis<strong>tem</strong> uma aresta da pirâmi<strong>de</strong> que é coplanar ao segmento DD9 e uma aresta da pirâmi<strong>de</strong> que está<br />
contida numa reta reversa à reta que contém DD9.<br />
(08) A área do triângulo OC9D9 é igual a 50 u.a.<br />
(16) O volume do sólido compreendido entre o prisma e a pirâmi<strong>de</strong> é igual a<br />
Resolução:<br />
De acordo com o enunciado, <strong>tem</strong>os:<br />
A<br />
A<br />
10<br />
D 10<br />
D<br />
g<br />
<br />
5<br />
10<br />
O<br />
5 3<br />
B<br />
B<br />
<br />
10<br />
C<br />
5 3<br />
C<br />
500 3<br />
3<br />
2 2<br />
(01) (Verda<strong>de</strong>ira); g 5 5<br />
2<br />
1 ( 5 3 ) 5 100 → g 5 10<br />
sen a 5<br />
5 3<br />
10<br />
5<br />
3<br />
2<br />
→ a 5 60°<br />
(02) (Falsa); seja a a aresta lateral. No triângulo OCC9, OC 5 5 2 → (OC9) 2 5 a2 1 (CC9) 2<br />
a2 5 50 1 75 5 125 → a 5 5 5<br />
O ângulo b formado pela aresta e pelo plano A9B9C9D9:<br />
sen b 5<br />
5 3<br />
5 5<br />
→ b 60°<br />
(04) (Verda<strong>de</strong>ira); B9O e A9O são revers<strong>as</strong> com D9C9.<br />
(08) (Verda<strong>de</strong>ira); g 5 10 e aresta da b<strong>as</strong>e 5 10, portanto: S 5<br />
(16) (Falsa); V 5 V 2 V prisma pirâmi<strong>de</strong><br />
1<br />
10 ? 10 5 50 u.a.<br />
2<br />
Vprisma 5 10 ? 10 ? 5 3 5 100 3<br />
Vpirâmi<strong>de</strong> 5<br />
1<br />
10 ? 10 ? 5<br />
3<br />
3<br />
100<br />
3<br />
5<br />
3<br />
V 5 100 3<br />
100 3<br />
2<br />
3<br />
5<br />
200 3<br />
3<br />
soma 5 1 1 4 1 8 5 13<br />
u.v.<br />
D C<br />
13<br />
C
109 Calcule o volume <strong>de</strong> uma pirâmi<strong>de</strong> triangular regular sabendo que o apó<strong>tem</strong>a da b<strong>as</strong>e me<strong>de</strong> 8 cm e o<br />
apó<strong>tem</strong>a da pirâmi<strong>de</strong>, 10 cm.<br />
Resolução:<br />
384<br />
3<br />
3 cm<br />
110 (UFRJ) Observe <strong>as</strong> figur<strong>as</strong> a seguir.<br />
3 m<br />
F<br />
C<br />
C<br />
F 6 m<br />
E<br />
C<br />
C<br />
M<br />
a<br />
A<br />
10<br />
F<br />
8<br />
H<br />
D<br />
H<br />
6 m<br />
A 4 m B<br />
1,7<br />
1,5<br />
M<br />
6 m<br />
A<br />
4 m<br />
figura 1<br />
figura 2<br />
Resolução:<br />
a) De acordo com a figura, <strong>tem</strong>os:<br />
h<br />
B<br />
B<br />
h<br />
D<br />
a<br />
B<br />
D<br />
B<br />
D<br />
E<br />
O apó<strong>tem</strong>a da b<strong>as</strong>e é 8, então: h 5 24.<br />
h 5<br />
a 3<br />
2<br />
→ 24 5<br />
a 3<br />
2<br />
→ 48 5 a 3 → a 5<br />
48 3<br />
3<br />
5 16 3 cm<br />
2<br />
H<br />
2<br />
5 10 2 8 5 36<br />
2<br />
→ H 5 6 cm<br />
V 5 Sb ? H<br />
Sb<br />
5<br />
a<br />
5 5 cm<br />
V 5 ?<br />
2<br />
1<br />
3<br />
2<br />
3<br />
4<br />
2 563 3<br />
4<br />
192 3<br />
1<br />
3<br />
192 3<br />
3<br />
? 6 5 384 3 cm<br />
E<br />
D<br />
E<br />
h<br />
3 m<br />
3,4 m<br />
A figura 1 mostra a forma do toldo <strong>de</strong> uma barraca, e a<br />
figura 2, sua respectiva planificação, composta <strong>de</strong> dois<br />
trapézios isósceles congruentes e dois triângulos.<br />
Calcule:<br />
a) a distância h da aresta AB ao plano CDEF 0,8 m<br />
b) o volume do sólido <strong>de</strong> vértices A, B, C, D, E e F,<br />
mostrado na figura 1, em função <strong>de</strong> h 8h<br />
h 2 5 1,7 2 2 1,5 2 5 2,89 2 2,25 5 0,64 → h 5 0,8 m<br />
b) O volume do sólido é o volume do prisma mais 2 ? volume da pirâmi<strong>de</strong>.<br />
MD 5 1<br />
A B<br />
Vprisma 5 Sb ? H 5<br />
3h<br />
2<br />
? 4 5 6h<br />
E<br />
Vpirâmi<strong>de</strong> 5<br />
1<br />
3<br />
? Sb<br />
? h 5<br />
1<br />
3<br />
? 1 ? 3 ? h 5 h<br />
C N<br />
M D<br />
V 5 6h 1 2h 5 8h
111 (ITA-SP) Consi<strong>de</strong>re uma pirâmi<strong>de</strong> regular <strong>de</strong> altura igual a 5 cm e cuja b<strong>as</strong>e é formada por<br />
um quadrado <strong>de</strong> área igual a 8 cm 2 . A distância <strong>de</strong> cada face <strong>de</strong>ssa pirâmi<strong>de</strong> ao centro <strong>de</strong> sua b<strong>as</strong>e, em<br />
centímetro, é igual a:<br />
a)<br />
b)<br />
15<br />
3<br />
5 6<br />
9<br />
Resolução:<br />
2<br />
S 5 8 5 , → , 5 2 2 cm<br />
E<br />
b<br />
D<br />
2 2<br />
5<br />
A<br />
P<br />
c) 4 3<br />
5<br />
d) 7<br />
5<br />
112 (Fuvest-SP) A b<strong>as</strong>e ABCD da pirâmi<strong>de</strong> ABCDE é um retângulo <strong>de</strong><br />
lados AB 5 4 e BC 5 3.<br />
As áre<strong>as</strong> dos triângulos ABE e CDE são, respectivamente, 4 10 e 2 37.<br />
Calcule o volume da pirâmi<strong>de</strong>.<br />
Resolução:<br />
24<br />
D<br />
E<br />
P<br />
A F 4 B<br />
G<br />
Cálculo <strong>de</strong> PE:<br />
FG 5 3<br />
SABE 5<br />
1<br />
? 4 ? EF 5 4 10 → EF 5 2 10<br />
2<br />
SCDE 5<br />
1<br />
? 4 ? EG 5 2 37 → EG 5 37<br />
2<br />
Nos triângulos EFP e EPG, <strong>tem</strong>os:<br />
(EF) 2 5 (EP) 2 1 (PF) 2<br />
(EG) 2 5 (EP) 2 1 (PG) 2<br />
PG 5 3 2 FP<br />
Então, isolando EP d<strong>as</strong> du<strong>as</strong> equações, <strong>tem</strong>os:<br />
40 2 (PF) 2 5 37 2 (3 2 PF) 2<br />
40 2 PF2 5 37 2 9 1 6PF 2 PF2 → 12 5 6PF → PF 5 2<br />
(EG) 2 1 (EP) 2 1 (PG) 2 → 37 2<br />
V 5<br />
1<br />
? 4 ? 3 ? 6<br />
5 24<br />
3<br />
3<br />
C<br />
B<br />
2<br />
2<br />
M<br />
2<br />
C<br />
e) 3<br />
A altura <strong>de</strong> cada face ao centro <strong>de</strong> sua b<strong>as</strong>e é a<br />
altura da pirâmi<strong>de</strong> cuja b<strong>as</strong>e é uma d<strong>as</strong> faces<br />
laterais, e o vértice é esse centro v 5 V<br />
1 ( 4<br />
).<br />
v 5<br />
1<br />
?<br />
1<br />
2<br />
? 2 2 ? 5 5<br />
10 3<br />
( ) cm<br />
4 3<br />
3<br />
2 2<br />
(AM) 5 5 1 (<br />
2<br />
2 ) 5 27 → AM 5 3 3 cm<br />
1 2 2<br />
v 5 ?<br />
3<br />
? 3 3<br />
2<br />
? h 5<br />
10<br />
3<br />
5 6<br />
→ h 5<br />
9<br />
cm<br />
E<br />
D<br />
A B<br />
( ) 5 (EP) 2 1 (3 2 FP) 2 → 37 5 (EP) 2 1 1 → EP 5 6<br />
C
113 (ITA-SP) <strong>Uma</strong> pirâmi<strong>de</strong> regular <strong>tem</strong> por b<strong>as</strong>e um hexágono cuja diagonal menor me<strong>de</strong> 3 3 cm.<br />
As faces laterais <strong>de</strong>ssa pirâmi<strong>de</strong> formam diedros <strong>de</strong> 60º com o plano da b<strong>as</strong>e. A área total da pirâmi<strong>de</strong>, em<br />
centímetro quadrado, é:<br />
a) 81 3<br />
2<br />
81<br />
c)<br />
2<br />
e) 27 2<br />
b) 81 2<br />
2<br />
Resolução:<br />
d) 27 3<br />
Pelo enunciado, <strong>tem</strong>os a figura:<br />
E<br />
D<br />
0<br />
V<br />
B<br />
120°<br />
O 60°<br />
M <br />
F<br />
<br />
A<br />
2<br />
Para <strong>de</strong>terminarmos a área total, necessitamos do , e do apó<strong>tem</strong>a VM.<br />
O ângulo E ^<br />
é 120° → pelo teorema dos cossenos, <strong>tem</strong>os:<br />
d2 5 , 2 1 , 2 2 2 ? , ? , ? cos 120°<br />
2<br />
2 2 2<br />
( 3 3 ) 5 , 1 , 2 2,<br />
?<br />
1 ( 2<br />
2 ) → , 5 3 cm<br />
apó<strong>tem</strong>a da b<strong>as</strong>e OM 5<br />
, 3<br />
2<br />
5<br />
3 3<br />
2<br />
cm<br />
No triângulo VOM, cos 60° 5<br />
1<br />
2<br />
5<br />
OM<br />
VM<br />
→ VM 5 3 3 cm<br />
ST 5 Sb 1 S,<br />
Sb<br />
5 6 ?<br />
2<br />
3 3<br />
4<br />
5<br />
27 3<br />
2<br />
2<br />
cm<br />
S,<br />
5 6 ?<br />
3 ? 3 3<br />
2<br />
5<br />
54 3<br />
2<br />
2<br />
cm<br />
ST<br />
5<br />
27 3<br />
2<br />
1<br />
54 3<br />
2<br />
5<br />
81 3<br />
2<br />
2<br />
cm<br />
C<br />
<br />
2
114 (Fuvest-SP) No cubo <strong>de</strong> aresta a, X e Y são pontos médios d<strong>as</strong> arest<strong>as</strong><br />
AB e GH, respectivamente. Consi<strong>de</strong>re a pirâmi<strong>de</strong> <strong>de</strong> vértice F e cuja b<strong>as</strong>e é o<br />
quadrilátero XCYE. Calcule, em função <strong>de</strong> a:<br />
a) o comprimento do segmento XY α 2<br />
b) a área da b<strong>as</strong>e da pirâmi<strong>de</strong><br />
c) o volume da pirâmi<strong>de</strong> a 3<br />
α<br />
3<br />
2 6<br />
2<br />
Resolução:<br />
a)<br />
b)<br />
c)<br />
E<br />
E<br />
E<br />
H Y G<br />
D<br />
A X B<br />
a<br />
H Y G<br />
D<br />
A X a<br />
2<br />
B<br />
H Y G<br />
D<br />
A X B<br />
a<br />
F<br />
F<br />
F<br />
a<br />
C<br />
C<br />
C<br />
2 2 2 2<br />
XY 5 a 1 a 5 2a → XY 5 a<br />
CE é a diagonal do cubo, logo: CE 5 a 3.<br />
XCYE é um losango, portanto: S 5<br />
Dd<br />
.<br />
2<br />
D 5 a 3;<br />
d 5 XY 5 a 2<br />
2<br />
a 3 ? a 2 a 6<br />
S 5<br />
5<br />
2<br />
2<br />
O plano XCYE divi<strong>de</strong> o prisma em dois sólidos congruentes.<br />
volume da pirâmi<strong>de</strong> 5<br />
Vprisma<br />
2<br />
2 2 ?<br />
1<br />
3<br />
?<br />
a<br />
2<br />
?<br />
a<br />
2<br />
? a 5<br />
3<br />
a<br />
2<br />
2<br />
3<br />
a<br />
6<br />
5<br />
3<br />
a<br />
3<br />
2<br />
E<br />
H Y G<br />
D<br />
A X B<br />
F<br />
C
115 (UFPE) As arest<strong>as</strong> do sólido convexo ilustrado a seguir são obtid<strong>as</strong> unindo os pontos médios <strong>de</strong> cada<br />
uma d<strong>as</strong> arest<strong>as</strong> <strong>de</strong> um tetraedro regular aos pontos médios d<strong>as</strong> quatro arest<strong>as</strong> que são concorrentes a el<strong>as</strong>.<br />
Se a aresta do tetraedro me<strong>de</strong> 6 2, qual o volume do sólido?<br />
p. 45<br />
Resolução:<br />
O sólido obtido é um octaedro regular <strong>de</strong> aresta a<br />
2 . Portanto, ao 5 3 2.<br />
O volume do octaedro é <strong>de</strong>terminado ao se obter o volume da pirâmi<strong>de</strong> <strong>de</strong> altura<br />
h 5<br />
3 2 ?<br />
2<br />
2<br />
5 3<br />
V 5 2 ?<br />
1<br />
3<br />
? ( 3<br />
2<br />
2 ) ? 3 5 36<br />
116 O volume <strong>de</strong> uma pirâmi<strong>de</strong> é 216 cm3 . <strong>Uma</strong> secção transversal feita a 3 cm da b<strong>as</strong>e <strong>de</strong>termina outra<br />
pirâmi<strong>de</strong> <strong>de</strong> volume 27 cm3 . Qual a altura da pirâmi<strong>de</strong>? 6 cm<br />
Resolução:<br />
3 3<br />
V1<br />
H 3 27 H 3<br />
5<br />
⎛ 2 ⎞<br />
5<br />
⎛ 2 ⎞ 3 H 2 3<br />
→ → 5 → H 5 6 cm<br />
V ⎝ H ⎠ 216 ⎝ H ⎠ 6 H<br />
117 Calcule a área total do tronco hexagonal regular cuja b<strong>as</strong>e menor <strong>tem</strong> aresta 2 cm a b<strong>as</strong>e maior <strong>tem</strong><br />
aresta 4 cm, e o apó<strong>tem</strong>a do tronco me<strong>de</strong> 3 cm. ( 54 1 30 3 ) cm 2<br />
Resolução:<br />
2 cm<br />
4 cm<br />
S 5 S 1 S 1 S<br />
S<br />
T b B ,<br />
,<br />
S b<br />
3 cm<br />
5 6 ?<br />
(2 1 4) ? 3<br />
2<br />
2<br />
5 54 cm<br />
5 6 ?<br />
1<br />
2<br />
? 2 ?<br />
2 3<br />
2<br />
2<br />
5 6 3 cm<br />
S<br />
S<br />
B<br />
T<br />
36<br />
2<br />
5 6 ?<br />
1 4 3<br />
? 4 ? 5 24 3 cm<br />
2 2<br />
5 54 1 6 3 1 24 3 5 ( 54 1 30 3 ) cm<br />
2
118 Um tronco <strong>de</strong> pirâmi<strong>de</strong> <strong>tem</strong> como b<strong>as</strong>e dois quadrados <strong>de</strong> lados 4 cm e 9 cm, e a altura do tronco é<br />
6 cm. Determine seu volume. 266 cm3 Resolução:<br />
k 5 6; B 5 81; b 5 16<br />
V 5<br />
k<br />
3<br />
? [ B 1 B ? b 1 b]<br />
V 5<br />
6<br />
3<br />
? 81 1 81 ? 16 1 16<br />
( )<br />
V 5 2 ? 133 5 266 cm 3<br />
119 Um banco <strong>de</strong> cimento <strong>tem</strong> a forma <strong>de</strong> um tronco <strong>de</strong> pirâmi<strong>de</strong>, com<br />
50 cm <strong>de</strong> altura. Quantos metros cúbicos <strong>de</strong> concreto foram necessários<br />
para confeccionar esse banco? 1,02 m3 Resolução:<br />
k 5 0,5 m; B 5 0,50 ? 5 5 2,5 m; b 5 0,40 ? 4 5 1,6 m<br />
V 5<br />
k<br />
? B 1 B ? b 1 b<br />
V<br />
[ ]<br />
5<br />
3<br />
0,5<br />
3<br />
? ( 2,5 1 2,5 ? 1,6 1 1,6)<br />
5<br />
120 (UFRJ) Em um tanque no formato <strong>de</strong> um cubo <strong>de</strong> aresta 25 cm, contendo líquido, foi posta uma<br />
pirâmi<strong>de</strong> P 1 , <strong>de</strong> altura igual a 6 cm, com a b<strong>as</strong>e apoiada no fundo do tanque.<br />
Com isso, o nível <strong>de</strong> líquido p<strong>as</strong>sou <strong>de</strong> 18 cm para 19 cm.<br />
a) Calcule o volume, em centímetro cúbico, da pirâmi<strong>de</strong> P . 625 cm 1<br />
b) A pirâmi<strong>de</strong> P foi retirada do tanque e o nível <strong>de</strong> líquido voltou ao inicial. <strong>Uma</strong> pirâmi<strong>de</strong> P , <strong>de</strong> 30 cm <strong>de</strong><br />
1 2<br />
altura, foi então posta no tanque, com a b<strong>as</strong>e apoiada no fundo, o que elevou em 2 cm o nível do líquido.<br />
3<br />
Determine o volume da pirâmi<strong>de</strong> P 2 .<br />
16 875<br />
13<br />
Resolução:<br />
a) O volume <strong>de</strong> água <strong>de</strong>slocado é o volume<br />
da pirâmi<strong>de</strong>.<br />
V 5 25 ? 25 ? 1 5 625 cm 3<br />
0,5<br />
3<br />
18<br />
cm 3<br />
? 6,1 5 1,02 m 3<br />
20<br />
19<br />
50 cm<br />
4 m<br />
5 m<br />
40 cm<br />
b) O volume do tronco é o volume <strong>de</strong> água <strong>de</strong>slocado:<br />
V 5 25 ? 25 ? 2 5 1 250 cm tronco 3<br />
V 5 V 2 v<br />
tronco<br />
V<br />
v<br />
3<br />
5<br />
⎛ 30 ⎞<br />
⎝ 30 2 20 ⎠<br />
→ v 5<br />
V<br />
, então:<br />
27<br />
1 250 5 V 2<br />
V<br />
27<br />
5<br />
26V<br />
27<br />
cm 3 16 875<br />
→ V 5<br />
13
p. 46<br />
121 (UFPR) <strong>Uma</strong> pirâmi<strong>de</strong> <strong>de</strong> b<strong>as</strong>e quadrada, feita <strong>de</strong> ma<strong>de</strong>ira maciça, <strong>tem</strong> 675 g e 12 cm <strong>de</strong> altura.<br />
Preten<strong>de</strong>-se fazer um corte, paralelo à b<strong>as</strong>e, para obter uma pirâmi<strong>de</strong> menor. Quantos gram<strong>as</strong> terá essa<br />
pirâmi<strong>de</strong> se o corte for feito a 4 cm da b<strong>as</strong>e?<br />
a) 200 g c) 250 g e) 350 g<br />
b) 225 g<br />
Resolução:<br />
d) 300 g<br />
Pelo enunciado, <strong>tem</strong>os o esquema:<br />
A<br />
I<br />
E<br />
D F G<br />
Sejam V a pirâmi<strong>de</strong> maior e v a pirâmi<strong>de</strong> menor.<br />
3<br />
v<br />
5<br />
8 v<br />
5<br />
8<br />
V ( 12 ) V 27<br />
8<br />
27<br />
5<br />
m<br />
675<br />
5 200<br />
g<br />
→<br />
→ m<br />
122 (Unesp-SP) Com o fenômeno do efeito estufa e<br />
conseqüente aumento da <strong>tem</strong>peratura média da Terra, há<br />
o <strong>de</strong>sprendimento <strong>de</strong> icebergs (enormes blocos <strong>de</strong> gelo)<br />
d<strong>as</strong> calot<strong>as</strong> polares terrestres. Para calcularmos o volume<br />
aproximado <strong>de</strong> um iceberg po<strong>de</strong>mos compará-lo com sólidos<br />
geométricos conhecidos. Suponha que o sólido da figura,<br />
formado por dois troncos <strong>de</strong> pirâmi<strong>de</strong>s regulares <strong>de</strong> b<strong>as</strong>e<br />
quadrada simétricos e justapostos pela b<strong>as</strong>e maior, represente<br />
aproximadamente um iceberg.<br />
As arest<strong>as</strong> d<strong>as</strong> b<strong>as</strong>es maior e menor <strong>de</strong> cada tronco me<strong>de</strong>m, respectivamente, 40 dam e 30 dam e a altura<br />
me<strong>de</strong> 12 dam. Sabendo que o volume V da parte submersa do iceberg correspon<strong>de</strong> a aproximadamente S 7<br />
30 dam<br />
12 dam<br />
40 dam<br />
8<br />
do volume total V, <strong>de</strong>termine V . 25 900 dam S 3<br />
Resolução:<br />
Vs V<br />
V B B b b<br />
k B<br />
5<br />
7<br />
8<br />
5 2 ?<br />
k<br />
3<br />
? [ 1 ? 1 ]<br />
2 2 2 2<br />
5 12 dam; 5 40 dam ; b 5 30 dam<br />
V 5 2 ?<br />
12<br />
3<br />
2<br />
? ( 40 1<br />
2 2<br />
40 ? 30<br />
2<br />
1 30<br />
)<br />
V 5 8 ? (1 600 1 1 200 1 900) 5 29 600 dam<br />
Vs 5<br />
7<br />
8<br />
? 29<br />
3<br />
600 5 25 900 dam 3<br />
H<br />
B<br />
4 8 cm<br />
C<br />
4 cm<br />
12 cm
123 (Unb-DF)<br />
Minha c<strong>as</strong>a é engraçada<br />
Desenho espetacular<br />
A pare<strong>de</strong> é inclinada<br />
E o chão retangular<br />
Chão e teto semelhantes<br />
Estão em proporção<br />
Oito vezes a área do teto<br />
É a meta<strong>de</strong> da área do chão<br />
Quatro pare<strong>de</strong>s <strong>tem</strong> a c<strong>as</strong>a<br />
<strong>Uma</strong> à outra, tão igual<br />
Quatro pare<strong>de</strong>s muito gran<strong>de</strong>s<br />
100 m2 <strong>de</strong> área lateral<br />
Com uma pergunta quero terminar<br />
Minha altura você po<strong>de</strong> calcular?<br />
O teto da c<strong>as</strong>a nunca vou alcançar<br />
Pois minha altura teria <strong>de</strong> dobrar<br />
<strong>Uma</strong> pista ainda <strong>de</strong>vo anunciar<br />
Em forma <strong>de</strong> quadrinha singular<br />
Batatinha quando n<strong>as</strong>ce<br />
Se esparrama pelo chão<br />
Ocupando totalmente<br />
Os 64 m2 <strong>de</strong> extensão<br />
Com b<strong>as</strong>e n<strong>as</strong> informações do texto, faça o que se pe<strong>de</strong>.<br />
a) Calcule a área, em metro quadrado, do teto da c<strong>as</strong>a. 4 m<br />
b) Calcule a altura, em metro, <strong>de</strong> um dos quatro quadriláteros que formam <strong>as</strong> pare<strong>de</strong>s da c<strong>as</strong>a.<br />
c) Calcule a altura, em <strong>de</strong>címetro, do dono da c<strong>as</strong>a.<br />
2<br />
Resolução:<br />
20 dm<br />
a) 8s<br />
S<br />
2 ; 5 S 5 64 m2 → 16s 5 64 → s 5 4 m2 b) S 5 100 → cada face possui , 100<br />
25 m<br />
4<br />
2<br />
5<br />
a 5 2; b 5 8<br />
25 5<br />
(a 1 b)h<br />
2<br />
→ 25 5<br />
(2 1 8)h<br />
2<br />
→ h 5 5 m<br />
c) h2 5 k2 1 32 → 25 5 k2 s<br />
k<br />
a<br />
h<br />
S<br />
b<br />
1 9 → k 5 4 m<br />
Se H é a altura do dono da c<strong>as</strong>a, então: H 5 2 m 5 20 dm.<br />
p. 49<br />
124 Calcule o volume <strong>de</strong> um cilindro circular <strong>de</strong> altura 20 cm e raio da b<strong>as</strong>e 4 cm.<br />
Resolução:<br />
V 5 S ? H B<br />
V 5 p42 ? 20 5 320p cm3 320p cm 3<br />
5 m
125 A área lateral <strong>de</strong> um cilindro circular reto é igual à meta<strong>de</strong> da área total. Calcule a altura <strong>de</strong>sse<br />
cilindro sabendo que o raio da b<strong>as</strong>e me<strong>de</strong> 7 cm. 7 cm<br />
Resolução:<br />
S , 5 2pr ? h; S B 5 2pr 2<br />
S T 5 2pr 2 1 2pr ? h<br />
De acordo com o enunciado, <strong>tem</strong>os:<br />
2<br />
2pr 1 2pr ? h 49 1 7h<br />
2pr ? h 5<br />
→ 7h 5 → h 5 7 cm<br />
2<br />
2<br />
126 Determine a área total <strong>de</strong> um cilindro sabendo que a área lateral é 40p cm2 e sua secção meridiana é<br />
um quadrado. 60p cm2 Resolução:<br />
Se a secção meridiana do cilindro é um quadrado, então: h 5 2r.<br />
S , 5 2pr ? h 5 40p → r ? h 5 20 → 2r 2 5 20 → r 5 10 cm<br />
S T 5 2pr 2 1 2pr ? h 5 20p 1 40p 5 60p cm 2<br />
127 A geratriz <strong>de</strong> um cilindro oblíquo me<strong>de</strong> 5 cm e forma com a b<strong>as</strong>e, que é um círculo <strong>de</strong> 2 cm <strong>de</strong> raio,<br />
um ângulo <strong>de</strong> 458. Determine seu volume. 10p 2 cm 3<br />
Resolução:<br />
5<br />
45°<br />
2<br />
h<br />
128 Determine a área total <strong>de</strong> um semicilindro cujo raio da b<strong>as</strong>e me<strong>de</strong> 8 cm e a altura me<strong>de</strong> 12 cm.<br />
(160p 1 192) cm2 Resolução:<br />
8<br />
12<br />
ST<br />
5<br />
S,<br />
2<br />
1 Sretângulo 1 Sb<br />
S, 2<br />
5<br />
2pr ? h<br />
2<br />
5 8p ? 12 5 96p cm<br />
S 5 16 ? 12 5 192 cm retângulo 2<br />
S b 5 8 2 p 5 64p<br />
S T 5 96p 1 192 1 64p<br />
S T 5 (192 1 160p) cm 2<br />
sen 45° 5<br />
h<br />
5<br />
2 5 2<br />
→ h 5 cm<br />
5 2<br />
2<br />
2 2<br />
V 5 pr ? h 5 p2<br />
?<br />
2<br />
5 2<br />
2<br />
3<br />
5 10p 2 cm
129 Se o volume <strong>de</strong> um cubo é 8 m3 , <strong>de</strong>termine o volume do cilindro nele inscrito.<br />
Resolução:<br />
130 (UEL-PR) O diretor <strong>de</strong> um clube <strong>de</strong>seja construir um poço, com formato cilíndrico, <strong>de</strong> 10,0 m <strong>de</strong><br />
profundida<strong>de</strong> e diâmetro interior igual a 1,0 m. Se a pare<strong>de</strong> <strong>de</strong>sse poço for construída com alvenaria na<br />
espessura <strong>de</strong> 0,2 m, o volume <strong>de</strong>ssa alvenaria será igual a:<br />
a) 2,4p m3 c) 6,5p m3 e) 8,0p m3 b) 5,6p m3 d) 7,0p m3 Resolução:<br />
p. 50<br />
alvenaria<br />
R 1<br />
r<br />
0,2<br />
a 2r h<br />
1<br />
0,2<br />
R 2<br />
O cilindro inscrito no cubo é um cilindro eqüilátero.<br />
V cubo 5 8 → a 3 5 8 → a 5 2 m<br />
a 5 2r → 2 5 2r → r 5 1 m<br />
a 5 h → h 5 2 m<br />
V cilindro 5 S b ? h → pr 2 ? h 5 p ? 1 ? 2 5 2p m 3<br />
10<br />
cilindro maior → D 5 1,4; R 5 0,7 m<br />
cilindro menor → d 5 1; r 5 0,5 m<br />
V alvenaria 5 V C 2 V c 5 (0,7) 2 p ? 10 2 p ? (0,5) 2 ? 10 5 10p(0,49 2 0,25) 5 2,4p m 3<br />
2p m 3<br />
131 (FGV-SP) Consi<strong>de</strong>re uma lata <strong>de</strong> óleo <strong>de</strong> cozinha <strong>de</strong> formato cilíndrico que, originalmente, comportava<br />
o volume <strong>de</strong> 1 litro <strong>de</strong> óleo e, atualmente, p<strong>as</strong>sou a comportar 0,9 litro. Assumindo-se log 0,95 5 0,5 e<br />
0,9<br />
admitindo-se que a altura da lata permaneceu a mesma, a redução percentual do raio <strong>de</strong> sua b<strong>as</strong>e foi igual a:<br />
a) 6% c) 4% e) 2%<br />
b) 5%<br />
Resolução:<br />
d) 3%<br />
Sejam R o raio da lata inicial <strong>de</strong> 1 litro e R o raio da lata final <strong>de</strong> 0,9 litro.<br />
1 2<br />
V 5 p ? (R ) 1 1<br />
H<br />
H<br />
2 ? h 5 1 ,<br />
V 5 p ? (R ) 2 2 2 ? h 5 0,9 ,<br />
Dividindo uma equação pela outra, <strong>tem</strong>os:<br />
2<br />
⎛ R1<br />
⎞<br />
⎝<br />
⎜<br />
R ⎠<br />
⎟ 5<br />
1<br />
0,9<br />
5<br />
10<br />
9<br />
→<br />
R1<br />
R<br />
5 1,05 → R2 5 0,95R1<br />
2<br />
Portanto, houve uma redução <strong>de</strong> 5% no raio da b<strong>as</strong>e.<br />
2
132 (Vunesp-SP) Se quadruplicarmos o raio da b<strong>as</strong>e <strong>de</strong> um cilindro, mantendo sua altura, o volume do<br />
cilindro ficará multiplicado por:<br />
a) 16 c) 8 e) 4p<br />
b) 12 d) 4<br />
Resolução:<br />
V 5 pr2 ? h<br />
Se quadruplicarmos o raio da b<strong>as</strong>e, obteremos:<br />
V9 5 p(4r) 2 ? h 5 16pr2 ? h → o volume ficará 16 vezes maior.<br />
133 (Unesp-SP) Consi<strong>de</strong>re uma lata cilíndrica <strong>de</strong> raio R e altura h completamente cheia <strong>de</strong> um<br />
<strong>de</strong>terminado líquido. Esse líquido <strong>de</strong>ve ser distribuído totalmente em copos também cilíndricos cuja altura é<br />
um quarto <strong>de</strong> altura da lata e cujo raio é dois terços do raio da lata. Determine:<br />
2<br />
a) os volumes da lata e do copo, em função <strong>de</strong> R e h V R h e V<br />
1 2<br />
lata 5 p copo 5 pR<br />
h<br />
9<br />
b) o número <strong>de</strong> copos necessários, consi<strong>de</strong>rando que os copos serão totalmente cheios com líquido 9<br />
Resolução:<br />
a) V R<br />
V<br />
2<br />
3 R<br />
2<br />
lata 5 p ? h<br />
2<br />
copo 5 p(<br />
) ?<br />
h<br />
4<br />
5<br />
2<br />
pR<br />
? h<br />
9<br />
b) 5<br />
? h<br />
? h<br />
9<br />
5 9 5<br />
Vlata<br />
Vcopo<br />
2<br />
pR<br />
pR<br />
→<br />
V 9V<br />
2 lata copo<br />
134 (Unicamp-SP) Um pluviômetro é um aparelho utilizado para medir a quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
chuva precipitada em <strong>de</strong>terminada região. A figura <strong>de</strong> um pluviômetro padrão é exibida. Nesse<br />
pluviômetro, o diâmetro da abertura circular existente no topo é 20 cm. A água que cai sobre a<br />
parte superior do aparelho é recolhida em um tubo cilíndrico interno. Esse tubo cilíndrico <strong>tem</strong><br />
60 cm <strong>de</strong> altura e sua b<strong>as</strong>e <strong>tem</strong> 1<br />
da área da abertura superior do pluviômetro. (Obs.: a figura não<br />
10<br />
está em escala.)<br />
a) Calcule o volume do tubo cilíndrico interno. 600p cm<br />
b) Supondo que, durante uma chuva, o nível da água no cilindro interno subiu 2 cm, calcule o volume <strong>de</strong><br />
água precipitada por essa chuva sobre um terreno retangular com 500 m <strong>de</strong> comprimento por 300 m <strong>de</strong><br />
<strong>largura</strong>.<br />
3<br />
300 m3 Resolução:<br />
Seja S a área da abertura superior.<br />
R 5 10 cm<br />
S 5 102p 5 100p cm2 S 5<br />
1<br />
2<br />
S 5 10p 5 pr → r 5 10 cm<br />
10<br />
a) V 5 pr2 ? h 5 10p ? 60 5 600p cm3 b) Para uma área <strong>de</strong> captação <strong>de</strong> 100p cm2 , recolhe-se 10p ? 2 5 20p cm3 <strong>de</strong> água.<br />
Para uma área <strong>de</strong> 500 m 3 300 m, <strong>tem</strong>os a seguinte regra <strong>de</strong> três:<br />
área volume<br />
100p cm2 3 20p cm<br />
1 500 000 000 cm2 V<br />
8<br />
15 ? 10 ? 20p<br />
V 5<br />
5 3 ? 10<br />
100p<br />
8 cm3 5 300 ? 106 cm3 5 300 m3
135 (FGV-SP) Inclinando-se em 45º um copo cilíndrico reto <strong>de</strong> altura 15 cm e raio <strong>de</strong> b<strong>as</strong>e 3,6 cm,<br />
<strong>de</strong>rrama-se parte do líquido que completava totalmente o copo, conforme indica a figura.<br />
p. 55<br />
Resolução:<br />
7,2 cm<br />
45°<br />
45°<br />
7,2 cm<br />
Admitindo-se que o copo tenha sido inclinado com movimento<br />
suave em relação à situação inicial, a menor quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> líquido<br />
<strong>de</strong>rramado correspon<strong>de</strong> a um percentual do líquido contido<br />
inicialmente no copo <strong>de</strong>:<br />
a) 48% d) 24%<br />
b) 36% e) 18%<br />
c) 28%<br />
Como o ângulo é 45°, a menor quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> líquido <strong>de</strong>rramado é a meta<strong>de</strong> do volume <strong>de</strong> um<br />
cilindro <strong>de</strong> mesma altura do diâmetro da b<strong>as</strong>e.<br />
Vinicial<br />
2<br />
5 p(3,6)<br />
? 15<br />
V<strong>de</strong>rramado<br />
5<br />
1 2<br />
p(3,6)<br />
? 7,2<br />
2<br />
V<strong>de</strong>rramado<br />
V<br />
5<br />
1 2<br />
p(3,6)<br />
? 7,2<br />
2<br />
2<br />
p(3,6)<br />
? 15<br />
5 0,24<br />
inicial<br />
Ou seja, o líquido <strong>de</strong>rramado correspon<strong>de</strong> a 24% do líquido inicial.<br />
136 Dado um cone circular reto <strong>de</strong> raio da b<strong>as</strong>e 8 cm e altura 6 cm, <strong>de</strong>termine:<br />
a) a área lateral b) a área total 144p cm c) o volume<br />
2<br />
80p cm2 Resolução:<br />
6<br />
C<br />
O<br />
g 2 5 8 2 1 6 2 → g 5 10<br />
8<br />
g<br />
A<br />
a) S 5 pr ? g 5 8p ? 10 5 80p cm , 2<br />
b) S 5 S 1 S 5 80p 1 p8 T , b 2 5 144p cm2 c) V 5<br />
1<br />
? Sb ? H 5<br />
1<br />
? 64 ? 6 5 128 cm<br />
3<br />
3<br />
3<br />
p p<br />
128p cm 3
137 <strong>Uma</strong> ampulheta é formada por dois cones, conforme mostra a figura abaixo. Determine o volume <strong>de</strong><br />
areia necessário para encher completamente um dos cones. 20<br />
3 cm3<br />
p<br />
10 cm<br />
Resolução:<br />
O cone possui raio 5 2 cm e altura 5 5 cm.<br />
V 5<br />
1<br />
? Sb ? h 5<br />
1 2 20p<br />
3<br />
p2<br />
? 5 5 cm<br />
3<br />
3<br />
3<br />
138 (UFSC) A geratriz <strong>de</strong> um cone eqüilátero me<strong>de</strong> 2 3 cm. Calcule a área da secção meridiana do cone,<br />
em centímetro quadrado, e multiplique o resultado por 3. 9<br />
Resolução:<br />
A secção meridiana <strong>de</strong> um cone eqüilátero é um triângulo eqüilátero.<br />
A<br />
r<br />
V<br />
h g 2r<br />
O r<br />
B<br />
139 (UFMS) Consi<strong>de</strong>re um cone circular reto <strong>de</strong> volume V, com área da b<strong>as</strong>e igual a 16p cm2 . Calcule, em<br />
centímetro cúbico, o valor <strong>de</strong> 3V<br />
16p , sabendo-se que a área <strong>de</strong> uma secção feita no cone, paralela e distante<br />
4 cm da b<strong>as</strong>e, é igual a 9p cm2 . 16<br />
Resolução:<br />
<br />
A<br />
V<br />
h<br />
A B<br />
9π<br />
16π<br />
0<br />
2 cm<br />
A área <strong>de</strong> um triângulo eqüilátero é dada por S 5 ,2 3<br />
4<br />
g 5 2r 5 2 3 → r 5 3 e , 5 2 3<br />
S 5<br />
2<br />
2 ? 3 3<br />
4<br />
5 3 3 cm<br />
3 3 ? 3 5 9<br />
B<br />
H<br />
( )<br />
H<br />
h<br />
2<br />
2<br />
16p<br />
5<br />
H<br />
5<br />
9p<br />
h<br />
→<br />
h 5 H 2 4<br />
H<br />
H 2 4<br />
4<br />
3<br />
5<br />
4<br />
→ 4H 2 16 5 3H → H 5 16<br />
3<br />
V 5<br />
1<br />
3<br />
? 16p<br />
? 16<br />
3V<br />
16p<br />
5<br />
3 ?<br />
1<br />
? 16p<br />
? 16<br />
3<br />
16p<br />
5 16<br />
.
140 (ITA-SP) As medid<strong>as</strong>, em metro, do raio da b<strong>as</strong>e, da altura e da geratriz <strong>de</strong> um cone circular reto<br />
formam, nessa or<strong>de</strong>m, uma progressão aritmética <strong>de</strong> razão 2 m. Calcule a área total <strong>de</strong>sse cone em metro<br />
quadrado. 96p m2 141 O que ocorrerá com o volume <strong>de</strong> um cone <strong>de</strong> revolução, se duplicarmos sua altura?<br />
142 (Unesp-SP) Um recipiente tampado, na forma <strong>de</strong> um cone circular reto <strong>de</strong> altura 18 cm e raio 6 cm,<br />
contém um líquido até a altura <strong>de</strong> 15 cm (figura 1). A seguir, a posição do recipiente é invertida (figura 2).<br />
18 cm<br />
Resolução:<br />
h<br />
Resolução:<br />
raio 6 cm raio R<br />
Sendo R e r os raios mostrados n<strong>as</strong> figur<strong>as</strong>:<br />
figura 1<br />
O<br />
15 cm<br />
V<br />
H<br />
r<br />
g<br />
figura 2<br />
A<br />
V 5<br />
1<br />
3<br />
? Sb ? h<br />
V 9 5<br />
1<br />
3<br />
? Sb ? (2h) 5 2 ?<br />
1<br />
3<br />
? Sb ? h 5 2V → o volume dobrará.<br />
Resolução:<br />
a)<br />
( ) ( )<br />
2 2<br />
raio r<br />
h 2 r 5 g 2 h 5 2<br />
g 2 5 h 2 1 r 2<br />
(h 1 2) 2 5 h 2 1 (h 2 2) 2<br />
h 2 1 4h 1 4 5 h 2 1 h 2 2 4h 1 4 → h 2 2 8h 5 0 → h ? (h 2 8) 5 0 →<br />
→ h 5 0 (não convém) ou h 5 8<br />
Então: h 2 r 5 2 → 8 2 r 5 2 → r 5 6 m<br />
g 2 h 5 2 → g 2 8 5 2 → g 5 10 m<br />
S T 5 S b 1 S ,<br />
S T 5 p6 2 1 p ? 6 ? 10 5 96p m 2<br />
36<br />
25<br />
6 2<br />
18<br />
15<br />
5<br />
S<br />
s<br />
→<br />
6<br />
5<br />
5<br />
S<br />
s<br />
→ 5<br />
p<br />
s<br />
→ s 5 25p cm<br />
2<br />
s 5 pR 5 25p → R 5 5 cm<br />
O volume dobrará.<br />
a) <strong>de</strong>termine R e o volume do líquido no cone em centímetro<br />
cúbico (figura 1), como múltiplo <strong>de</strong> p.<br />
3<br />
b) dado que r 5 91,<br />
<strong>de</strong>termine a altura H da parte sem<br />
3<br />
líquido do cone na figura 2. Use a aproximação 91<br />
9<br />
( 5 .<br />
2 ) 27<br />
2 cm<br />
R 5 5 cm e V 5 125p cm3 V 5<br />
1 2<br />
3<br />
p5 ? 15 5 125p cm<br />
3<br />
2<br />
b)<br />
H ( 18 ) 5<br />
2<br />
pr<br />
→<br />
36p<br />
H<br />
18<br />
5<br />
r<br />
6<br />
→<br />
H<br />
18<br />
5<br />
3<br />
91<br />
6<br />
→<br />
H<br />
18<br />
5<br />
9<br />
2<br />
6<br />
→ H 5<br />
27<br />
2 cm<br />
2
143 (Unesp-SP) Um recipiente, na forma <strong>de</strong> um cilindro circular reto <strong>de</strong> raio R e altura 32 cm, está até a<br />
meta<strong>de</strong> com água (figura 1). Outro recipiente, na forma <strong>de</strong> um cone circular reto, contém uma substância<br />
química que forma um cone <strong>de</strong> altura 27 cm e raio r (figura 2).<br />
a) Sabendo que R 5 r,<br />
raio R<br />
raio r<br />
32 cm<br />
água 27 cm h mistura<br />
figura 1 figura 2<br />
(substância química)<br />
figura 3<br />
3 ( 2 ) <strong>de</strong>termine o volume da<br />
água no cilindro e o volume da substância química<br />
no cone, em função <strong>de</strong> r. (Para facilitar os cálculos,<br />
use a aproximação p 5 3.) 108r<br />
b) A substância química do cone é <strong>de</strong>spejada no<br />
cilindro, formando uma mistura homogênea (figura<br />
3). Determine a concentração (porcentagem) da<br />
substância química na mistura e altura h atingida<br />
pela mistura no cilindro.<br />
2 cm3 e 27r2 cm3 Resolução:<br />
20% e 20 cm<br />
a) Sejam V o volume do cilindro inicial, V o<br />
1 2<br />
volume do cone e V o volume do cilindro<br />
com a mistura.<br />
2<br />
V1 5 pR ? 1,6; R 5<br />
3<br />
r →<br />
2<br />
b) V 5 V 1 V 1 2<br />
V 5 108r<br />
→ V1<br />
V2<br />
5<br />
9 2 2 3<br />
5 p r ? 16 5 108r cm<br />
4<br />
1 2 2 3<br />
p r ? 27 5 27r cm<br />
3 2 1 27r2 5 135r2 cm3 V<br />
2<br />
2 5<br />
27r<br />
5<br />
1<br />
5 20%<br />
2 V 135r 5<br />
pR2 ? h 5 135r2 2<br />
p<br />
3<br />
2<br />
( r 135r<br />
2 ) ? h 5 → h 5 20 cm<br />
144 (Unifesp-SP) A figura representa um lápis novo e sua parte<br />
apontada, sendo que D, o diâmetro do lápis, me<strong>de</strong> 10 mm; d, o diâmetro<br />
da grafite, me<strong>de</strong> 2 mm; e h, a altura do cilindro reto que representa a parte<br />
apontada, me<strong>de</strong> 15 mm. A altura do cone reto, representando a parte da<br />
grafite que foi apontada, me<strong>de</strong> 5 mm.<br />
0,25p cm<br />
a) Calcule o volume do material (ma<strong>de</strong>ira e grafite) retirado do lápis.<br />
b) Calcule o volume da grafite retirada.<br />
3<br />
2 ? 1023p cm3 Resolução:<br />
1,5 cm h<br />
h<br />
lápis lápis<br />
D<br />
d<br />
grafite<br />
h<br />
O<br />
A<br />
B<br />
C D<br />
OB 1 mm 0,1 cm<br />
CD 6 mm 0,5 cm<br />
1,5 cm h<br />
a) D 5 10 mm → R 5 5 mm 5 0,5 cm<br />
volume do material retirado: V 5 V 2 V 1 cilindro cone<br />
V1 2<br />
5 p(0,5) ? 1,5 2<br />
1<br />
2<br />
p ? (0,5) ? 1,5 5<br />
3<br />
2<br />
2<br />
p ? (0,5) ? 1, 5<br />
3<br />
0,25 cm 3<br />
5 p<br />
b) V 5 V 1 V grafite cilindro cone<br />
altura da grafite: AO<br />
AC<br />
5<br />
OB<br />
CD<br />
→<br />
h9<br />
1,5<br />
5<br />
0,1<br />
0,5<br />
→ h9 5 0,3 cm<br />
V grafite<br />
2<br />
5 p(0,1) ? 0,3 2<br />
1<br />
2<br />
p ? (0,1) ? 0, 3 5<br />
3<br />
2<br />
? (0,1)<br />
3<br />
? 0,3 5 2<br />
2<br />
? 10 cm<br />
3<br />
p p<br />
2 3<br />
h<br />
D<br />
d<br />
grafite<br />
lápis lápis
p. 56<br />
145 (Fuvest-SP) Um torneiro mecânico dispõe <strong>de</strong> uma peça <strong>de</strong> metal<br />
maciça na forma <strong>de</strong> um cone circular reto <strong>de</strong> 15 cm <strong>de</strong> altura e cuja b<strong>as</strong>e B<br />
<strong>tem</strong> raio 8 cm (figura 1). Ele <strong>de</strong>verá furar o cone, a partir <strong>de</strong> sua b<strong>as</strong>e, usando<br />
uma broca, cujo eixo central coinci<strong>de</strong> com o eixo do cone. A broca perfurará<br />
a peça até atravessá-la completamente, abrindo uma cavida<strong>de</strong> cilíndrica, <strong>de</strong><br />
modo que se obtenha o sólido da figura 2. Se a área da b<strong>as</strong>e <strong>de</strong>sse novo sólido<br />
é 2<br />
640<br />
9<br />
cm 3<br />
3 p<br />
3 da área <strong>de</strong> B, <strong>de</strong>termine seu volume. figura 1 (antes) figura 2 (<strong>de</strong>pois)<br />
Resolução:<br />
Sejam S a área da b<strong>as</strong>e do sólido inicial <strong>de</strong> raio R e r o raio do cilindro retirado.<br />
De acordo com o enunciado, <strong>tem</strong>os:<br />
2 2<br />
p8 2 pr 5<br />
2 2 2<br />
p ? 8 → 5<br />
64 8 3<br />
r → r 5 cm<br />
3<br />
3<br />
3<br />
h<br />
H<br />
5<br />
r<br />
→<br />
h<br />
5<br />
R 15<br />
146 (UFSCar-SP) Em uma lanchonete, um c<strong>as</strong>al <strong>de</strong> namorados resolve dividir uma<br />
taça <strong>de</strong> milk shake com <strong>as</strong> <strong>dimensões</strong> mostrad<strong>as</strong> no <strong>de</strong>senho.<br />
a) Sabendo que a taça estava totalmente cheia e que eles beberam todo o milk shake,<br />
calcule qual foi o volume, em milímetro, ingerido pelo c<strong>as</strong>al. (Adote p 5 3.) 500 cm<br />
b) Se um <strong>de</strong>les beber sozinho até a meta<strong>de</strong> da altura do copo, quanto do volume total,<br />
em porcentagem, terá bebido?<br />
3<br />
87,5%<br />
Resolução:<br />
a) V 5<br />
1<br />
3<br />
? Sb ? H → r 5 5 cm 5 50 mm; h 5 20 cm 5 200 mm<br />
V 5<br />
1<br />
2<br />
3<br />
p ? 50 ? 200 5 500 000<br />
mm<br />
3<br />
3<br />
5 500 cm<br />
b) Seja V 1 o volume do cone <strong>de</strong> altura 10 cm.<br />
V cheio 5 V 2 V 1<br />
8 3<br />
3<br />
8<br />
→ h 5 5 3 cm<br />
B C<br />
V 5 volume do cone inicial: R 5 8, H 5 15 → V<br />
1 1 5<br />
1 2<br />
p ? 8 ? 15<br />
3<br />
r<br />
8<br />
V 5 volume do cilindro <strong>de</strong> raio r e altura 5 ( 15 2 5 3 ) → 2 V2 2<br />
⎛ 8 3 ⎞<br />
5 p<br />
⎝<br />
? 15 2 5 3<br />
3 ⎠ ( )<br />
V 5 volume do cone eliminado → V 3 3 5<br />
volume procurado: V 5 V 2 V 2 V 1 2 3<br />
1 ⎛ 8 3 ⎞<br />
p ?<br />
3 ⎝ 3 ⎠<br />
? 5 3<br />
V 320 320 3 3 cm 3<br />
5 p 2 p 1<br />
320<br />
3<br />
p 2<br />
1<br />
9<br />
? 320 p 5<br />
640<br />
9<br />
3 p<br />
S<br />
S<br />
10<br />
20<br />
2<br />
S<br />
5<br />
20<br />
s ( 10 ) →<br />
? r9<br />
p<br />
2<br />
5<br />
p ( )<br />
V cheio<br />
V<br />
V<br />
cheio<br />
2<br />
( )<br />
5 4 → r9<br />
5<br />
5 500 2<br />
1 750<br />
1<br />
p ?<br />
3<br />
5<br />
2<br />
? 10 5<br />
5 4<br />
500<br />
5 87,5%<br />
2<br />
2<br />
5<br />
2<br />
1 750<br />
4<br />
D<br />
A<br />
10 cm<br />
h<br />
E<br />
15<br />
20 cm
147 (Mackenzie-SP) No sólido da figura, ABCD é um quadrado <strong>de</strong> lado 2 e<br />
AE 5 BE 5 10. O volume <strong>de</strong>sse sólido é:<br />
a) 5p<br />
2<br />
c) 4p e) 3p<br />
b) 4p<br />
3<br />
Resolução:<br />
d) 5p<br />
D<br />
2<br />
A<br />
p. 60<br />
148 Calcule a área lateral, a área total e o volume do tronco <strong>de</strong> cone <strong>de</strong>scrito abaixo:<br />
h<br />
r<br />
R<br />
g<br />
Resolução:<br />
S 5 pg ? (R 1 r)<br />
,<br />
g2 5 h2 1 (R 2 r) 2<br />
g2 5 21 1 22 5 25 → g 5 5<br />
S 5 p ? 5 ? (6 1 4) 5 50p cm , 2<br />
S 5 S 1 S 1 S T , B b<br />
S 5 50p 1 p6 T 2 1 p42 5 102p cm2 VT 5<br />
hp<br />
2 2<br />
? (R 1 R ? r 1 r )<br />
3<br />
V<br />
10<br />
T<br />
2<br />
E<br />
h<br />
10<br />
C<br />
B<br />
h 2 2<br />
2<br />
1 1 5 ( 10 ) → h 5 3<br />
V 5 V 1 V<br />
V<br />
cilindro cone<br />
2<br />
5 p ? 1 ? 1<br />
1 2<br />
2 p ? 1 ? 3 5 3p<br />
3<br />
h 5 21 cm<br />
r 5 4 cm<br />
R 5 6 cm<br />
5<br />
21p<br />
76 21p<br />
? (36 1 24 1 16) 5<br />
3<br />
3<br />
cm 3<br />
S , 5 50p cm 2 ; S t 5 102p cm 2 e V<br />
D<br />
A<br />
E<br />
76 21<br />
5<br />
3<br />
p<br />
C<br />
B<br />
cm 3
149 Um tronco <strong>de</strong> cone <strong>tem</strong> altura igual a 8 m e os raios d<strong>as</strong> b<strong>as</strong>es, 3 m e 9 m, respectivamente.<br />
Determine a área total e o volume. S 5 210p m t 2 e V 5 312p m3 Resolução:<br />
S 5 pg ? (R 1 r)<br />
,<br />
g2 5 h2 1 (R – r) 2<br />
g2 5 82 1 62 5 100 → g 5 10 m<br />
S 5 p ? 10 ? (9 1 3) 5 120p m , 2<br />
S 5 S 1 S 1 S T , B b<br />
S 5 120p 1 p9 T 2 1 p ? 32 5 210p m2 VT 5<br />
hp<br />
2 2<br />
? (R 1 R ? r 1 r )<br />
3<br />
VT<br />
5<br />
8p<br />
? (81 1 27 1 9) 5 312p m<br />
3<br />
150 Em um tronco <strong>de</strong> cone <strong>de</strong> revolução os raios d<strong>as</strong> b<strong>as</strong>es e a altura me<strong>de</strong>m, respectivamente, 3 m, 6 m<br />
e 12 m. Determine sua área total. 45p 1 27p<br />
17 m 2<br />
Resolução:<br />
S , 5 pg ? (R 1 r)<br />
g 2 5 h 2 1 (R 2 r) 2<br />
( )<br />
2 2 2<br />
g 5 12 1 3 5 153 → g 5 3 17 m<br />
S 5 3 p 17 ? (6 1 3) 5 27p 17 m<br />
,<br />
S T<br />
5 S 1 S 1 S<br />
,<br />
h<br />
B<br />
r<br />
R<br />
b<br />
g<br />
h 5 8 m<br />
r 5 3 m<br />
R 5 9 m<br />
ST<br />
5 27p 17 1 36p 1 9p 5 45p 1 27p 17 m<br />
2<br />
3<br />
( )<br />
151 Determine o raio da b<strong>as</strong>e menor <strong>de</strong> um tronco <strong>de</strong> cone, sendo o raio maior o dobro do menor, a<br />
1 792p<br />
3<br />
altura o dobro do raio maior e o volume igual a cm . 4 cm<br />
3<br />
Resolução:<br />
4r<br />
r<br />
2r<br />
2<br />
VT 5<br />
hp<br />
3<br />
2<br />
2<br />
? (R 1 R ? r 1 r )<br />
1 792p<br />
3<br />
5<br />
4pr 3<br />
2<br />
? (4r<br />
2<br />
1 2r<br />
2<br />
1 r ) 5<br />
3<br />
28r p 3<br />
→ r 5 64 → r<br />
5 4 cm<br />
3
152 <strong>Uma</strong> secção transversal <strong>de</strong> um cone circular <strong>de</strong> 20 cm <strong>de</strong> altura dista 5 cm da b<strong>as</strong>e e <strong>tem</strong> área igual a<br />
12p cm2 . Determine o volume do tronco limitado por esse plano. 740<br />
cm<br />
9<br />
3 p<br />
Resolução:<br />
<br />
A<br />
V<br />
15 cm<br />
A<br />
12π<br />
B<br />
5 cm<br />
B<br />
VT 5<br />
hp<br />
2<br />
? (R 1 R ? r 1 r )<br />
3<br />
SB<br />
5<br />
12p<br />
→<br />
2<br />
2<br />
20<br />
16<br />
SB<br />
( 15 ) 5 SB<br />
9 12p 5<br />
64<br />
3<br />
SB 2<br />
5 R 5<br />
64<br />
R 5<br />
3<br />
8 3<br />
3<br />
cm<br />
Sb<br />
5 12 5<br />
→<br />
p<br />
p<br />
p<br />
→<br />
2<br />
p pr → r 5 2 3 cm<br />
5p<br />
740p<br />
VT 5 ?<br />
64<br />
3<br />
1 1 5 cm<br />
3 ( 16 12<br />
3<br />
) 9<br />
153 Os raios d<strong>as</strong> b<strong>as</strong>es <strong>de</strong> um tronco <strong>de</strong> cone são 10 cm e 12 cm. Qual o raio do cone <strong>de</strong> mesma altura e<br />
<strong>de</strong> mesmo volume do tronco <strong>de</strong> cone? 2 91 cm<br />
Resolução:<br />
10<br />
h h<br />
12<br />
R<br />
VT 5<br />
hp<br />
3<br />
2<br />
2<br />
? (R 1 R ? r 1 r )<br />
Vc 5<br />
1 2<br />
pR<br />
? h<br />
3<br />
VT 5 Vc<br />
→ p h<br />
3<br />
2<br />
? (R<br />
2<br />
1 R ? r 1 r ) 5<br />
1 2 2<br />
pR ? h → 12 1 120<br />
3<br />
1 10<br />
2<br />
5 R → R 5<br />
2<br />
2 91 cm<br />
154 (Fuvest-SP) As b<strong>as</strong>es <strong>de</strong> um tronco <strong>de</strong> cone circular reto são círculos <strong>de</strong> raios 3 cm e 6 cm. Sabendo<br />
que a área lateral do tronco é igual à soma d<strong>as</strong> áre<strong>as</strong> d<strong>as</strong> b<strong>as</strong>es, calcule:<br />
a) a altura do tronco <strong>de</strong> cone 4 cm b) o volume do tronco <strong>de</strong> cone 84p cm3 Resolução:<br />
h<br />
r<br />
R<br />
g<br />
r 5 3 cm<br />
R 5 6 cm<br />
S 5 S 1 S , B b<br />
pg ? (R 1 r) 5 pr2 1 pR2 g ? (3 1 6) 5 32 1 62 → g 5 5 cm<br />
a) h2 5 g2 2 (R 2 r) 2 → h2 5 25 2 9 5 16 → h 5 4 cm<br />
b) V<br />
h<br />
2<br />
T 5<br />
p 2<br />
? (R 1 R ? r 1 r )<br />
3<br />
4<br />
2<br />
VT<br />
5<br />
p 2<br />
? (6 1 6 ? 3 1 3 ) 5 84p<br />
cm<br />
3<br />
3
155 (Mackenzie-SP) <strong>Uma</strong> xícara <strong>de</strong> chá <strong>tem</strong> a forma <strong>de</strong> um tronco <strong>de</strong> cone reto, conforme a figura.<br />
6 cm<br />
Supondo p 5 3, o volume máximo <strong>de</strong> líquido que ela po<strong>de</strong> conter é:<br />
a) 168 cm3 c) 166 cm3 e) 164 cm3 b) 1<strong>72</strong> cm3 d) 176 cm3 Resolução:<br />
R 5 4 cm; r 5 2 cm; h 5 6 cm<br />
VT<br />
5<br />
hp<br />
3<br />
2<br />
? (R<br />
2<br />
1 R ? r 1 r )<br />
VT<br />
5<br />
6p<br />
3<br />
2<br />
? (4<br />
2<br />
3<br />
1 4 ? 2 1 2 ) 5 168 cm<br />
8 cm<br />
4 cm<br />
156 (Unicamp-SP) Um abajur <strong>de</strong> tecido <strong>tem</strong> a forma <strong>de</strong> um tronco <strong>de</strong> cone reto, com b<strong>as</strong>es paralel<strong>as</strong>. As<br />
abertur<strong>as</strong> do abajur têm 25 cm e 50 cm <strong>de</strong> diâmetro, e a geratriz do tronco <strong>de</strong> cone me<strong>de</strong> 30 cm. O tecido do<br />
abajur se r<strong>as</strong>gou e <strong>de</strong>seja-se substituí-lo.<br />
a) Determine os raios dos arcos que <strong>de</strong>vem ser <strong>de</strong>marcados sobre um novo tecido para que se possa cortar<br />
um revestimento igual àquele que foi danificado. 30 cm e 60 cm<br />
b) Calcule a área da região a ser <strong>de</strong>marcada sobre o tecido que revestirá o abajur. 1 125p cm2 Resolução:<br />
a) Os raios que <strong>de</strong>vem ser <strong>de</strong>marcados sobre o tecido são o do cone maior, G, e o do cone menor, g.<br />
Os triângulos AOD e ABC são semelhantes, logo:<br />
25<br />
g g<br />
5<br />
r<br />
→ 5<br />
2<br />
→ g 5 30 cm → G 5 60 cm<br />
G R g 1 30 25<br />
b) S 5 pg9 ? (R 1 r) 5 30p ? T 25<br />
1 25<br />
2<br />
A<br />
O r<br />
C<br />
( ) 5 1 125p cm 2<br />
g<br />
R<br />
D<br />
30<br />
G<br />
B
157 (FGV-SP) Um tronco <strong>de</strong> cone circular reto foi dividido em quatro partes iguais idêntic<strong>as</strong> por planos<br />
perpendiculares entre si e perpendiculares ao plano da sua b<strong>as</strong>e, como indica a figura.<br />
vista superior<br />
<strong>de</strong> 1 do tronco<br />
4<br />
4 cm<br />
6 cm<br />
Se a altura do tronco é 10 cm, a medida <strong>de</strong> sua geratriz, em centímetro, é igual a:<br />
a) 101 c) 103 e) 105<br />
b) 102<br />
Resolução:<br />
d) 2 26<br />
p. 65<br />
R<br />
6<br />
4<br />
Cálculo dos raios do tronco:<br />
2<br />
r 1<br />
2<br />
r<br />
2<br />
5 4 → r 5 2 2 cm<br />
2<br />
R 1<br />
2<br />
R<br />
2<br />
5 6 → R 5 3 2 cm<br />
r<br />
158 Qual o volume <strong>de</strong> uma bola <strong>de</strong> futebol cujo diâmetro é 20 cm?<br />
Resolução:<br />
V 5<br />
4 3<br />
pR<br />
3<br />
R 5 10 cm<br />
V 5<br />
4<br />
p10<br />
3<br />
5<br />
4 000p cm<br />
3<br />
3 3<br />
4 000p<br />
3<br />
159 Determine o volume <strong>de</strong> uma esfera circunscrita a um cubo <strong>de</strong> aresta 5 cm.<br />
Resolução:<br />
5<br />
10 g<br />
cm 3<br />
2 2<br />
3 2<br />
2<br />
g<br />
2<br />
2<br />
1 10 1 (R 2 r)<br />
2<br />
g<br />
2<br />
5 10 1 (<br />
2<br />
2 ) 5 100 1 2 → g 5 102 cm<br />
125p<br />
3<br />
2<br />
O raio da esfera é a meta<strong>de</strong> da diagonal do cubo.<br />
R 5<br />
5 3<br />
2<br />
V 5<br />
4 3<br />
pR 5<br />
3<br />
3<br />
4 ⎛ 5 3 ⎞<br />
p ? 5<br />
3 ⎝<br />
⎜ 2 ⎠<br />
⎟<br />
4<br />
p ?<br />
3<br />
125 ? 3 ?<br />
8<br />
3<br />
cm 3<br />
125p<br />
3<br />
5<br />
2<br />
3<br />
cm
160 A área <strong>de</strong> uma superfície esférica é 100p cm 2 . Determine seu volume.<br />
Resolução:<br />
2<br />
S 5 4pR 5 100p → R 5 5 cm<br />
V 5<br />
4 3<br />
pR 3<br />
→<br />
4 3<br />
p5<br />
5<br />
3<br />
500p<br />
3<br />
cm<br />
3<br />
500<br />
3<br />
p<br />
161 <strong>Uma</strong> bola maciça <strong>de</strong> ma<strong>de</strong>ira <strong>tem</strong> raio 4 cm, e uma outra bola também maciça <strong>tem</strong> diâmetro 5 vezes<br />
maior que o diâmetro da primeira. Qual a razão entre os volumes d<strong>as</strong> bol<strong>as</strong>? v<br />
5<br />
1<br />
V 125<br />
Resolução:<br />
v r<br />
3 4<br />
5<br />
4 3<br />
p 5<br />
3<br />
4 3<br />
p<br />
V 5<br />
4 3<br />
pR 5<br />
3<br />
4<br />
3<br />
p ? (5 ? 4)<br />
3<br />
v<br />
V 5<br />
4 3<br />
p4<br />
3<br />
4 3 3<br />
p5<br />
? 4<br />
3<br />
→<br />
v<br />
V<br />
5<br />
1<br />
125<br />
162 (UFRGS) No <strong>de</strong>senho abaixo, em cada um dos vértices do cubo está centrada uma esfera cuja medida<br />
do diâmetro é igual à medida da aresta do cubo.<br />
A razão entre o volume da porção do cubo ocupado pel<strong>as</strong> esfer<strong>as</strong> e o volume do cubo é:<br />
a) p<br />
6<br />
p<br />
c)<br />
4<br />
p<br />
e)<br />
2<br />
b) p<br />
5<br />
p<br />
d)<br />
3<br />
Resolução:<br />
Cada esfera ocupa 1<br />
<strong>de</strong> seu volume no cubo. Como o cubo possui 8 vértices, <strong>tem</strong>os: V<br />
8<br />
A aresta do cubo é 2R, portanto: V 5 (2R) c 3 .<br />
V<br />
V<br />
4<br />
3 R<br />
e 5<br />
3<br />
p<br />
3<br />
8R<br />
5<br />
p<br />
6<br />
c<br />
cm 3<br />
e<br />
4<br />
3 R<br />
3<br />
5 p .
163 (UFPel-RS) O jogo <strong>de</strong> boch<strong>as</strong> foi trazido para o Rio Gran<strong>de</strong> do Sul provavelmente pelos italianos e<br />
não é muito antigo em nosso estado, porém <strong>de</strong> profunda aceitação em tod<strong>as</strong> <strong>as</strong> regiões.<br />
No Sul, <strong>as</strong> canch<strong>as</strong> mais comuns possuem pisos <strong>de</strong> terra batida ou ma<strong>de</strong>ira, apresentando <strong>dimensões</strong> <strong>de</strong><br />
24 m <strong>de</strong> comprimento e 4 m <strong>de</strong> <strong>largura</strong>. Cada bola <strong>de</strong>sse jogo possui diâmetro <strong>de</strong> 10 cm.<br />
A partir do texto e <strong>de</strong> seus conhecimentos, e consi<strong>de</strong>rando p 5 3,14, <strong>de</strong>termine:<br />
a) a área da superfície esférica correspon<strong>de</strong>nte a uma bola <strong>de</strong> bocha;<br />
b) o volume da esfera que correspon<strong>de</strong> a uma bola <strong>de</strong> bocha; 523,33 cm<br />
c) o maior número <strong>de</strong> bol<strong>as</strong> <strong>de</strong> bocha que se po<strong>de</strong> guardar em uma caixa <strong>de</strong> ma<strong>de</strong>ira em forma <strong>de</strong><br />
paralelepípedo retângulo <strong>de</strong> <strong>dimensões</strong> intern<strong>as</strong> 45 cm, 40 cm e 20 cm.<br />
3<br />
314 cm2 Resolução:<br />
R 5 5 cm<br />
a) S 5 4pR<br />
32 bol<strong>as</strong><br />
2 5 4p52 5 100p 5 314 cm2 b) V<br />
4<br />
3 R 5<br />
3<br />
p 5<br />
4 3 3<br />
pR<br />
5 523,33 cm<br />
3<br />
c) Sendo o diâmetro <strong>de</strong> cada bola 10 cm, po<strong>de</strong>mos colocar 4 bol<strong>as</strong> em 45 cm, 4 bol<strong>as</strong> em 40 cm e 2<br />
bol<strong>as</strong> em 20 cm. Portanto: 4 ? 4 ? 2 5 32 bol<strong>as</strong> na caixa.<br />
164 (Unifesp-SP) Um inseto vai se <strong>de</strong>slocar sobre uma superfície esférica <strong>de</strong> raio 50 cm, <strong>de</strong>s<strong>de</strong> um ponto<br />
A até um ponto B, diametralmente opostos, conforme a figura.<br />
O menor trajeto possível que o inseto po<strong>de</strong> percorrer <strong>tem</strong> comprimento igual a:<br />
B a) p<br />
m<br />
2<br />
3<br />
c)<br />
2 m<br />
p<br />
e) 3p m<br />
b) p m d) 2p m<br />
A<br />
O<br />
Resolução:<br />
O menor trajeto é a meta<strong>de</strong> da circunferência do círculo máximo da esfera.<br />
C 5<br />
1<br />
? 2pR 5 50p 5 50p cm 5 0,50p m<br />
2<br />
165 (Mackenzie-SP) Um recipiente cilíndrico reto, com raio da b<strong>as</strong>e igual a 4 cm, contém água até a<br />
meta<strong>de</strong> <strong>de</strong> sua altura. <strong>Uma</strong> esfera maciça, colocada no seu interior, fica totalmente submersa, elevando a<br />
altura da água em 2 cm. O raio da esfera é:<br />
a) 3<br />
2 3<br />
c) 3<br />
3 2<br />
e) 2<br />
b) 4 d)<br />
Resolução:<br />
2<br />
3<br />
5<br />
2<br />
O volume da esfera é igual ao volume <strong>de</strong> água <strong>de</strong>slocado.<br />
V 5 pr c 2 ? h 5 16p ? 2 5 32p<br />
V<br />
4 3 3 3<br />
e 5 pR 5 32p → R 5 24<br />
→ R 5 2 3<br />
3<br />
0
166 (Mackenzie-SP) <strong>Uma</strong> esfera <strong>de</strong> raio R é cortada por dois planos paralelos, um <strong>de</strong>les p<strong>as</strong>sando por seu<br />
centro, obtendo-se, <strong>as</strong>sim, dois círculos cuj<strong>as</strong> áre<strong>as</strong> estão na razão <strong>de</strong> 1 para 4. A distância d entre os dois<br />
planos, em função <strong>de</strong> R, é:<br />
a) d 5<br />
2R<br />
3<br />
c) d<br />
b) d 5<br />
R<br />
2<br />
Resolução:<br />
d) d 5<br />
p. 66<br />
d<br />
O<br />
C R<br />
r<br />
R<br />
A<br />
R 3<br />
5 e) d 5 R 2<br />
2<br />
R 3<br />
3<br />
2<br />
pr<br />
2<br />
pR<br />
5<br />
1<br />
4<br />
2<br />
→ r 5<br />
2<br />
R<br />
4<br />
2<br />
d<br />
2<br />
5 R<br />
2<br />
2 r<br />
2<br />
5 R 2<br />
R<br />
4<br />
d 5<br />
R 3<br />
2<br />
167 (Mackenzie-SP) <strong>Uma</strong> bóia marítima construída <strong>de</strong> <strong>de</strong>terminada liga metálica <strong>tem</strong> o formato<br />
<strong>de</strong> uma gota que, separada em dois sólidos, resulta em um cone reto e em uma semi-esfera,<br />
conforme a figura ao lado, na qual r 5 50 cm. Se o preço do metro quadrado da liga metálica é<br />
1 200 reais, adotando-se p 5 3, o custo da superfície da bóia é, em reais, igual a:<br />
a) 4 200 c) 4 500 e) 3 800<br />
b) 5 700<br />
Resolução:<br />
S 5 S 1 S T lateral do cone meia esfera<br />
d) 5 200<br />
S 5 pr ? T g 1<br />
2<br />
4 r<br />
2<br />
p 5 3 ? 50 ? 3 ? 50 1 2 ? 3 ? 502 5 37 500 cm2 5 3,75 m2 custo 5 1 200 ? 3,75 5 R$ 4 500,00<br />
168 (Fatec-SP) Du<strong>as</strong> esfer<strong>as</strong> maciç<strong>as</strong> iguais e tangentes entre si estão inscrit<strong>as</strong> em um<br />
paralelepípedo reto-retângulo oco, como mostra a figura. Observe que cada esfera tangencia<br />
<strong>as</strong> quatro faces laterais e uma d<strong>as</strong> b<strong>as</strong>es do paralelepípedo.<br />
O espaço entre <strong>as</strong> esfer<strong>as</strong> e o paralelepípedo está preenchido com um líquido. Se a aresta<br />
da b<strong>as</strong>e do paralelepípedo me<strong>de</strong> 6 cm, o volume do líquido nele contido, em litro, é<br />
aproximadamente igual a:<br />
a) 0,144 c) 1,44 e) 20,6<br />
b) 0,206 d) 2,06<br />
Resolução:<br />
6<br />
6<br />
12<br />
V 5 V 2 2V líquido prisma esfera<br />
V 5 6 ? 6 ? 12 5 432 cm prisma 3 5 0,432 dm3 Vesfera 5<br />
4 3<br />
5<br />
4 3 3<br />
pr p3 5 36p 5 113,04 dm<br />
3 3<br />
V 5 0,432 2 2 ? 113,04 5 0,432 2 0,226 5 0,206 dm líquido 3<br />
2<br />
r<br />
r
169 (UFU-MG) Todos os tanques <strong>de</strong> armazenamento <strong>de</strong> combustível <strong>de</strong> uma refinaria possuem o mesmo<br />
formato <strong>de</strong> um cilindro circular reto <strong>de</strong> 20 m <strong>de</strong> altura com capacida<strong>de</strong> individual <strong>de</strong> armazenamento <strong>de</strong><br />
2 000p m3 <strong>de</strong> g<strong>as</strong>olina. Suponha que <strong>de</strong> um <strong>de</strong>sses tanques totalmente cheio <strong>de</strong> g<strong>as</strong>olina foi retirada uma<br />
quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong>sse combustível suficiente para encher, totalmente, 30 caminhões-tanque usados na distribuição<br />
para alguns postos <strong>de</strong> combustíveis. Sabendo que os tanques dos caminhões são idênticos e possuem a forma <strong>de</strong><br />
um cilindro circular reto <strong>de</strong> 5 m <strong>de</strong> comprimento com um hemisfério em cada extremida<strong>de</strong> <strong>de</strong> raio 1 m, conforme<br />
figura abaixo, <strong>de</strong>termine a altura atingida pela g<strong>as</strong>olina restante no tanque cilíndrico do <strong>de</strong>pósito. 18,10 m<br />
p. 70<br />
Resolução:<br />
1 m<br />
20 m<br />
5 m 1 m<br />
tanque dos caminhões tanque <strong>de</strong> armazenamento<br />
Vcaminhão<br />
5 Vcilindro 1 Vesfera<br />
Vcaminhão<br />
2<br />
5 p ? 1 ? 5 1<br />
4 2<br />
p ? 1 5<br />
19p 3<br />
3<br />
3<br />
m<br />
Vg<strong>as</strong>olina 5 Vtanque<br />
2 30Vcaminhão 5 2 000p 2 30 ?<br />
19p<br />
3<br />
5 1 810p m<br />
V 5 S ? H 5 S ? 20 5 2 000p → S 5 100p<br />
tanque<br />
V 5 1 810p m<br />
g<strong>as</strong>olina<br />
b b b<br />
3<br />
1 810p<br />
5 Sb<br />
? h → h 5 5 18,10 m<br />
100p<br />
170 Um poliedro possui 20 arest<strong>as</strong> e 10 faces. Qual o número <strong>de</strong> vértices?<br />
Resolução:<br />
A 5 20; F 5 10<br />
V 2 A 1 F 5 2<br />
V 2 20 1 10 5 2<br />
V 5 12<br />
171 Um poliedro possui 20 faces e 42 arest<strong>as</strong>. Qual a soma dos ângulos <strong>de</strong> tod<strong>as</strong> <strong>as</strong> faces <strong>de</strong>sse poliedro? 7 920°<br />
Resolução:<br />
F 5 20; A 5 42<br />
S 5 (V 2 2) ? 4r<br />
V 2 A 1 F 5 2<br />
V 2 42 1 20 5 2 → V 5 24<br />
S 5 (24 2 2) ? 360° 5 22 ? 360° 5 7 920°<br />
1<strong>72</strong> Um poliedro possui 6 ângulos triédricos e 4 ângulos tetraédricos. Qual o número <strong>de</strong> arest<strong>as</strong>, vértices<br />
e faces? V 5 10; A 5 17 e F 5 9<br />
Resolução:<br />
A 5 ? 1 ? 6 3 4 4<br />
5 9 1 8 5 17<br />
2 2<br />
V 5 6 1 4 5 10<br />
V 2 A 1 F 5 2<br />
10 2 17 1 F 5 2 → F 5 9<br />
3<br />
12
173 Um poliedro é constituído por 12 faces triangulares. Quantos vértices ele possui?<br />
Resolução:<br />
12 ? 3<br />
F 5 12; A 5 5 18<br />
2<br />
V 2 A 1 F 5 2<br />
V 2 18 1 12 5 2 → V 5 8<br />
174 Qual é o poliedro que se obtém unindo-se os centros <strong>de</strong> um hexaedro regular?<br />
Resolução:<br />
175 Calcule a soma dos ângulos d<strong>as</strong> faces <strong>de</strong> um:<br />
a) do<strong>de</strong>caedro; 6 480°<br />
b) icosaedro.<br />
Resolução:<br />
S 5 (V 2 2)4r<br />
a) do<strong>de</strong>caedro: V 5 20 → S 5 18 ? 4 ? 90° 5 6 480°<br />
b) icosaedro: V 5 12 → S 5 10 ? 4 ? 90° 5 3 600°<br />
3 600°<br />
octaedro<br />
176 Um poliedro <strong>tem</strong> 3 faces quadrangulares, 2 faces triangulares e 4 faces pentagonais. Determine a<br />
soma dos ângulos d<strong>as</strong> faces <strong>de</strong>sse poliedro. 3 600°<br />
Resolução:<br />
F 5 3 1 2 1 4 5 9<br />
A 5 ? 1 ? 1 ? 3 4 2 3 4 5<br />
5 19<br />
2<br />
V 2 A 1 F 5 2 → V 2 19 1 9 5 2 → V 5 12<br />
S 5 (V 2 2) ? 4r → S 5 10 ? 4 ? 90° 5 3 600°<br />
Um hexaedro regular é um cubo.<br />
Unindo-se os centros d<strong>as</strong> faces, <strong>tem</strong>os um octaedro regular.<br />
8
177 A soma d<strong>as</strong> medid<strong>as</strong> dos ângulos d<strong>as</strong> faces <strong>de</strong> um poliedro é 4 3208. Qual a sua natureza, sabendo que<br />
ele é um prisma? prisma heptagonal<br />
Resolução:<br />
2 ? (n 2 2) ? 180° 1 360°n 5 4 320°<br />
360°n 2 <strong>72</strong>0° 1 360°n 5 4 320°<br />
<strong>72</strong>0°n 5 5 040<br />
n 5 7<br />
A b<strong>as</strong>e do prisma é um heptágono.<br />
178 Um poliedro convexo <strong>de</strong> 39 arest<strong>as</strong> possui faces triangulares e pentagonais. Quant<strong>as</strong> faces <strong>de</strong> cada<br />
tipo ele <strong>tem</strong>, sabendo que a soma é 68 ângulos retos? 16 faces triangulares e 6 faces pentagonais<br />
Resolução:<br />
Sejam n o número <strong>de</strong> faces triangulares e m o número <strong>de</strong> faces pentagonais.<br />
F 5 n 1 m<br />
3n 1 5m<br />
A 5<br />
5 39<br />
2<br />
S 5 (V 2 2) ? 4r 5 68r → V 5 19<br />
V 2 A 1 F 5 2 → 19 2 39 1 F 5 2 → F 5 22<br />
Então, <strong>tem</strong>os o sis<strong>tem</strong>a<br />
179 Quant<strong>as</strong> arest<strong>as</strong> e vértices possui o do<strong>de</strong>caedro <strong>de</strong> Platão?<br />
Resolução:<br />
3n 1 5m 5 78<br />
n 1 m 5 22 3( 23)<br />
3n 1 5m 5 78<br />
23n 2 3m 5 266<br />
→<br />
⎧<br />
⎨<br />
⎩<br />
⎧<br />
⎨<br />
⎩<br />
2m 5 12 → m 5 6<br />
Substituindo m, <strong>tem</strong>os:<br />
n 1 6 5 22 → n 5 16<br />
Portanto, são 16 faces triangulares e 6 faces pentagonais.<br />
A 5<br />
12 ? 5<br />
5<br />
2<br />
30<br />
A 5 30; V 5 20<br />
F 5 12<br />
V 2 A 1 F 5 2 → V 5 2 1 30 2 12 5 20
180 (Unifesp-SP) Consi<strong>de</strong>re o poliedro cujos vértices são os pontos médios d<strong>as</strong> arest<strong>as</strong> <strong>de</strong> um cubo.<br />
O número <strong>de</strong> faces triangulares e o número <strong>de</strong> faces quadrad<strong>as</strong> <strong>de</strong>sse poliedro são, respectivamente:<br />
a) 8 e 8 c) 6 e 8 e) 6 e 6<br />
b) 8 e 6 d) 8 e 4<br />
Resolução:<br />
• cada face triangular está <strong>as</strong>sociada a um vértice do cubo; portanto, <strong>tem</strong>os 8 faces triangulares.<br />
• cada face quadrada está contida numa face do cubo; portanto, <strong>tem</strong>os 6 faces quadrad<strong>as</strong>.<br />
181 Qual é o poliedro <strong>de</strong>terminado pelos pontos médios d<strong>as</strong> arest<strong>as</strong> <strong>de</strong> um tetraedro regular? octaedro<br />
Resolução:<br />
O poliedro <strong>de</strong>terminado pelos pontos médios d<strong>as</strong> arest<strong>as</strong> <strong>de</strong> um<br />
tetraedro regular é um octaedro regular.