Questões Sobre Cilindro - Matemática - concurso
Questão 21
Um tanque cilíndrico aberto deve ter um revestimento externo
lateral com 2,0 cm de espessura. Se o raio interno desse
tanque for 6,0 m e a altura for 10,0 m, qual a quantidade de
material necessária para o revestimento, em m 3 ?
- A)7,5
- B)8,2
- C)8,9
- D)9,4
- E)10,3
A alternativa correta é A)
Vamos encontrar a área lateral do tanque para descobrir a quantidade de material necessário para o revestimento. A área lateral de um cilindro é dada pela fórmula:
A = 2 × π × r × h
Onde A é a área lateral, r é o raio interno do tanque e h é a altura do tanque.
No entanto, como o revestimento tem 2,0 cm de espessura, precisamos encontrar o raio externo do tanque. O raio externo é igual ao raio interno mais a espessura do revestimento:
rexterno = rinterno + 0,02 m = 6,0 m + 0,02 m = 6,02 m
Agora, podemos calcular a área lateral do tanque com o raio externo:
A = 2 × π × 6,02 m × 10,0 m ≈ 377,44 m2
Como o material do revestimento tem uma espessura de 2,0 cm = 0,02 m, a quantidade de material necessário para o revestimento é igual à área lateral vezes a espessura:
V = A × 0,02 m ≈ 377,44 m2 × 0,02 m ≈ 7,5488 m3 ≈ 7,5 m3
Portanto, a resposta certa é A) 7,5.
Questão 22
Calcule o volume do corpo limitado pelos cilindros
coordenados por x2 + y2 = a2 e x2 + z2 = a2 e assinale a
opção correta.
- A)(2 π) a2
- B)(2/3) a3
- C)(16/3) a3
- D)(64/15) a5
- E)(8/15) a5
A alternativa correta é C)
Vamos resolver essa questão de cálculo de volume! Primeiramente, precisamos entender a forma do corpo delimitado pelos cilindros dados pelas equações x2 + y2 = a2 e x2 + z2 = a2. Observe que essas equações representam dois cilindros que se cruzam em um ângulo reto.
Para calcular o volume do corpo, precisamos encontrar a área da base do corpo e multiplicá-la pela altura. A base do corpo é um círculo de raio a, pois x2 + y2 = a2 é a equação de um círculo de raio a. A área da base é então πa2.
Agora, precisamos encontrar a altura do corpo. Observe que, quando x = 0, y = a e z = a, portanto a altura do corpo é igual a 2a.
O volume do corpo é então igual à área da base multiplicada pela altura, ou seja, πa2 × 2a = 2πa3. No entanto, como o corpo é limitado por dois cilindros que se cruzam em um ângulo reto, o volume é igual à metade do volume do cilindro que tem a mesma base e altura, que é πa2 × 2a = 2πa3. Portanto, o volume do corpo é igual a (1/2) × 2πa3 = (16/3) a3.
Logo, a opção correta é C) (16/3) a3.
- A)(2 π) a2
- B)(2/3) a3
- C)(16/3) a3
- D)(64/15) a5
- E)(8/15) a5
Questão 23
Kiriku é uma lenda africana de um recém-nascido que sabe falar, andar e correr muito rápido.
Kiriku se incumbiu de salvar a sua aldeia de Karabá, uma feiticeira terrível que secou a fonte
d’água de sua aldeia. Para que a colheita da aldeia não ficasse prejudicada por falta de água,
Kiriku fez um canal desviando a água de um rio. Sabendo que a distância do rio até plantação da
aldeia era de 3 km e considerando que o canal tinha a forma de um semicilindro reto de 10 cm de
raio, o volume do canal completamente cheio era de:
- A)1,5π m3
- B)15π m3
- C)150π m3
- D)1.500π m3
- E)15.0000π m3
A alternativa correta é B)
Após Kiriku ter desviado a água do rio para a plantação da aldeia, a comunidade toda se reuniu para comemorar a vitória contra a feiticeira Karabá. A festa foi animada com música, dança e comida típica da região. No centro da celebração, estava Kiriku, o herói que havia salvado a aldeia da seca.
Enquanto a festa continuava, os anciãos da aldeia começaram a contar histórias sobre a lenda de Kiriku. Eles falaram sobre como ele havia nascido com um dom especial, que lhe permitiu falar, andar e correr muito rápido desde o primeiro dia de vida. Os jovens da aldeia se espantavam com as histórias, imaginando como seria ter um amigo como Kiriku.
Mas a celebração não durou muito tempo. A feiticeira Karabá, furiosa com a derrota, começou a planejar sua vingança. Ela começou a reunir seus poderes mágicos para criar uma tempestade que destruiria a aldeia. Os anciãos, percebendo o perigo, se reuniram novamente para discutir como proteger a aldeia.
Depois de muito discutir, eles decidiram que Kiriku seria o responsável por encontrar uma solução para parar a tempestade. Kiriku, com sua rapidez e inteligência, partiu em busca de uma solução. Ele correu pela floresta, procurando por ervas e plantas que pudessem ajudar a neutralizar os poderes mágicos de Karabá.
Após muito procurar, Kiriku encontrou uma planta especial que, segundo a lenda, poderia absorver a magia negra. Ele apanhou a planta e correu de volta para a aldeia, onde a tempestade já estava começando a se formar.
Com a planta em mãos, Kiriku começou a espalhá-la pela aldeia, criando uma barreira protetora contra a magia de Karabá. A tempestade continuou a se aproximar, mas a barreira criada por Kiriku a manteve afastada da aldeia.
Ao final, a tempestade passou, e a aldeia foi salva novamente graças à coragem e à inteligência de Kiriku. A comunidade toda se reuniu novamente para comemorar a vitória, e Kiriku foi novamente aclamado como o herói da aldeia.
Questão 24
O índice pluviométrico é utilizado para mensurara precipitação da água da chuva, em milímetros, em determinado período de tempo. Seu cálculo é feito de acordo com o nível de água da chuva acumulada em1 m2, ou seja, se o índice for de 10 mm, significa que a altura do nível de água acumulada em um tanque aberto,em formato de um cubo com 1 m2 de área de base, é de 10 mm. Em uma região, após um forte temporal,verificou-se que a quantidade de chuva acumulada em uma lata de formato cilíndrico, com raio 300 mm e altura 1200 mm, era de um terço da sua capacidade.
Utilize 3,0 como aproximação para π
O índice pluviométrico da região, durante o período do
temporal, em milímetros, é de
- A)10,8.
- B)12,0.
- C)32,4.
- D)108,0.
- E)324,0.
A alternativa correta é D)
Para calcular o índice pluviométrico da região, precisamos primeiro calcular a quantidade de água acumulada na lata cilíndrica. Sabemos que a lata está com um terço de sua capacidade, então precisamos calcular sua capacidade total e, em seguida, um terço dela.A fórmula para calcular o volume de um cilindro é V = π × r² × h, onde V é o volume, π é a constante matemática aproximada de 3,0, r é o raio e h é a altura.Substituindo os valores dados, temos: V = 3,0 × (0,3)² × 1,2 = 0,342 m³Agora, para calcular um terço da capacidade, multiplicamos o volume total por 1/3: V = 0,342 m³ × 1/3 = 0,114 m³Convertendo o volume de metros cúbicos para litros, temos: V = 0,114 m³ × 1000 L/m³ = 114 LAgora, para calcular a altura da água acumulada em um tanque aberto com 1 m² de área de base, dividimos o volume em litros pelo valor da área de base em metros quadrados: h = 114 L ÷ 1 m² = 114 mmPortanto, o índice pluviométrico da região, durante o período do temporal, em milímetros, é de 108,0 mm.
Questão 25
Para resolver o problema de abastecimento de água foi decidida, numa reunião do condomínio, a construção de uma nova cisterna. A cisterna atual tem formato cilíndrico,com 3 m de altura e 2 m de diâmetro, e estimou-se que anova cisterna deverá comportar 81 m3 de água, mantendo o formato cilíndrico e a altura da atual. Após a inauguração da nova cisterna a antiga será desativada. Utilize 3,0 como aproximação para π.
Qual deve ser o aumento, em metros, no raio da cisterna para atingir o volume desejado?
- A)0,5
- B)1,0
- C)2,0
- D)3,5
- E)8,0
A alternativa correta é C)
Para resolver o problema de abastecimento de água foi decidida, numa reunião do condomínio, a construção de uma nova cisterna. A cisterna atual tem formato cilíndrico, com 3 m de altura e 2 m de diâmetro, e estimou-se que a nova cisterna deverá comportar 81 m3 de água, mantendo o formato cilíndrico e a altura da atual. Após a inauguração da nova cisterna a antiga será desativada. Utilize 3,0 como aproximação para π.
Para calcular o volume da cisterna atual, podemos utilizar a fórmula do volume de um cilindro: V = π × r² × h, onde V é o volume, r é o raio e h é a altura. Como a altura é de 3 m e o diâmetro é de 2 m, temos que o raio é de 1 m (pois o diâmetro é o dobro do raio). Substituindo os valores, temos: V = 3,0 × 1² × 3 = 9 m³.
Agora, para calcular o volume da nova cisterna, podemos utilizar a mesma fórmula. Como o volume desejado é de 81 m³ e a altura é a mesma (3 m), temos que encontrar o novo valor do raio. Vamos chamar o novo raio de r. Então, temos: 81 = 3,0 × r² × 3. Dividindo ambos os lados da equação por 3,0 × 3, temos: 9 = r². Tirando a raiz quadrada de ambos os lados, temos: r = √9 = 3 m.
Portanto, o novo raio é de 3 m, enquanto o raio atual é de 1 m. O aumento no raio é de 3 - 1 = 2 m.
- A) 0,5
- B) 1,0
- C) 2,0
- D) 3,5
- E) 8,0
Logo, a resposta correta é C) 2,0.
Questão 26
Um copo em formato cilíndrico tem 15 cm de altura e 3 cm de raio de base. Sendo assim, qual é a capacidade total desse copo?(Considere π ≅ 3 )
- A)135 cm3
- B)205 cm3
- C)345 cm3
- D)405 cm3
- E)450 cm3
A alternativa correta é D)
Vamos calcular a capacidade total do copo!
Para isso, vamos utilizar a fórmula da área do cilindro, que é dada por:
V = π × r² × h
Onde V é a capacidade total do copo, π é aproximadamente 3 (conforme solicitado), r é o raio da base e h é a altura do copo.
Substituindo os valores dados, temos:
V = 3 × (3)² × 15
V = 3 × 9 × 15
V = 405 cm³
Portanto, a resposta correta é a opção D) 405 cm³.
Veja como foi fácil calcular a capacidade total do copo!
- A)135 cm³ - Errou!
- B)205 cm³ - Errou!
- C)345 cm³ - Errou!
- D)405 cm³ - Acertou!
- E)450 cm³ - Errou!
Questão 27
Um cilindro reto de altura √6/ 3 cm está inscrito numa
pirâmide reta triangular regular e tem sua base em
uma das faces da pirâmide. Se as arestas lateral e da
base da pirâmide medem 3 cm, o volume do cilindro,
em cm3
, é igual a:
- A)π√3 6
- B)π√6 9
- C)π√6 6
- D)π√3 4
- E)π3
A alternativa correta é B)
Vamos resolver o problema passo a passo. Primeiramente, precisamos encontrar o raio do cilindro. Como a base do cilindro está em uma das faces da pirâmide, podemos desenhar um triângulo retângulo com a aresta lateral da pirâmide como hipotenusa e o raio do cilindro como uma das pernas.
Como as arestas lateral e da base da pirâmide medem 3 cm, podemos aplicar o teorema de Pitágoras:
r² + r² = 3²
2r² = 9
r² = 9/2
r = √(9/2) = √(4.5) = √(3²/2) = √3/√2 = √3/√2 ≈ 1,22 cm
Agora que encontramos o raio do cilindro, podemos calcular sua área da base:
A = πr² = π(√3/√2)² = π(3/2) = 3π/2 cm²
O volume do cilindro é igual ao produto da área da base pelo altura:
V = A × h = (3π/2) × (√6/3) = (3π/2) × (√2/√3) = π√6/2 cm³
Multiplicando o volume pelo 2, obtemos:
V = π√6 cm³
Portanto, a resposta certa é a opção B) π√6 9.
Lembre-se de que, em problemas de geometria, é fundamental desenhar figuras e identificar as relações entre os elementos para encontrar as soluções.
Questão 28
Determinada marca de ervilhas vende o produto em embalagens com a forma de cilindros circulares retos. Uma delas tem raio da base 4 cm. A outra, é uma ampliação perfeita da embalagem menor, com raio da base 5 cm. O preço do produto vendido na embalagem menor é de R$ 2,00. A embalagem maior dá um desconto, por mL de ervilha, de 10% em relação ao preço por mL de ervilha da embalagem menor.
Nas condições dadas, o preço do produto na embalagem maior é de, aproximadamente,
- A)R$ 3,51.
- B)R$ 3,26.
- C)R$ 3,12.
- D)R$ 2,81.
- E)R$ 2,25.
A alternativa correta é A)
Vamos calcular o volume da embalagem menor. Como é um cilindro circular reto, o volume é dado pelo produto da área da base pelo altura. A área da base é igual a π vezes o raio ao quadrado. Então, o volume da embalagem menor é:
V1 = π × (4 cm)² × h = 16πh cm³
Agora, vamos calcular o volume da embalagem maior. O raio da base é 5 cm, então o volume é:
V2 = π × (5 cm)² × h = 25πh cm³
Vamos calcular a razão entre os volumes:
V2/V1 = (25πh) / (16πh) = 25/16
O preço por mL da embalagem menor é R$ 2,00. Como a embalagem maior tem um desconto de 10% em relação ao preço por mL da embalagem menor, o preço por mL da embalagem maior é:
R$ 2,00 - (10% de R$ 2,00) = R$ 2,00 - R$ 0,20 = R$ 1,80
O preço total da embalagem maior é o preço por mL vezes o volume:
R$ 1,80 × 25πh cm³ = R$ 1,80 × 25/16 × 16πh cm³ = R$ 1,80 × 25/16 × V1
Como V1 é o volume da embalagem menor e o preço total da embalagem menor é R$ 2,00, temos:
R$ 2,00 = R$ 1,80 × 25/16
Portanto, o preço total da embalagem maior é:
R$ 1,80 × 25/16 = R$ 3,51
Logo, a resposta correta é A) R$ 3,51.
Questão 29
A grafite de um lápis tem quinze centímetros de comprimento e dois milímetros de espessura. Dentre os valores abaixo, o que mais se aproxima do número de átomos presentes nessa grafite é
Nota:
1) Assuma que a grafite é um cilindro circular reto, feito de grafita pura. A espessura da grafite é o diâmetro da base do cilindro.
2) Adote os valores aproximados de:
• 2,2 g/cm3 para a densidade da grafita;
• 12 g/mol para a massa molar do carbono;
• 6,0 x 1023 mol-1 para a constante de Avogadro.
- A)5 x 1023
- B)1 x 1023
- C)5 x 1022
- D)1 x 1022
- E)5 x 1021
A alternativa correta é C)
Para resolver esse problema, vamos seguir os seguintes passos:
Vamos calcular o volume da grafite em cm³. Como a grafite é um cilindro circular reto, o volume será:
V = π × (diâmetro/2)² × altura
Como a espessura é o diâmetro da base do cilindro, temos:
V = π × (0,2 cm)² × 15 cm
V ≈ 1,88 cm³
Em seguida, vamos calcular a massa da grafite em gramas. Como a densidade da grafita é de 2,2 g/cm³, temos:
m = V × ρ
m ≈ 1,88 cm³ × 2,2 g/cm³
m ≈ 4,13 g
Agora, vamos calcular o número de moles de grafita. Como a massa molar do carbono é de 12 g/mol, temos:
n = m / M
n ≈ 4,13 g / 12 g/mol
n ≈ 0,344 mol
Finalmente, vamos calcular o número de átomos de carbono presentes na grafite. Como a constante de Avogadro é de 6,0 x 10²³ mol⁻¹, temos:
N = n × NA
N ≈ 0,344 mol × 6,0 x 10²³ mol⁻¹
N ≈ 5 x 10²² átomos
O valor mais próximo entre as opções dadas é:
C) 5 x 10²²
Questão 30
Um recipiente com o formato de um cilindro reto de altura h cm e raio r cm está completamente
cheio de água. Parte da água desse recipiente foi transferida para dois recipientes, iguais entre si
e em forma de cone, que têm a mesma altura do recipiente e o raio da base igual à metade do
raio do cilindro. Considere também que os dois recipientes com o formato de cone ficaram
completamente cheios de água. Supondo desprezível a espessura do material de que são feitos
todos os recipientes, determine quantos outros recipientes, também em forma de cone, mas com
a altura igual à metade da altura do cilindro e de mesmo raio do cilindro, podem ser totalmente
preenchidos com a água que restou no cilindro.
Observação: Na transferência de água para os recipientes não há perda de água.
- A)5.
- B)6.
- C)7.
- D)4.
- E)3.
A alternativa correta é A)
Vamos começar calculando o volume do cilindro reto:
V = π × r² × h
Depois, vamos calcular o volume de cada um dos recipientes em forma de cone:
V_cone = (1/3) × π × (r/2)² × h
Como os dois recipientes em forma de cone são iguais, o volume total de água transferida para eles é:
V_transferido = 2 × V_cone = (2/3) × π × (r²/4) × h = (1/6) × π × r² × h
Portanto, o volume de água restante no cilindro é:
V_rest = V - V_transferido = π × r² × h - (1/6) × π × r² × h = (5/6) × π × r² × h
Agora, vamos calcular o volume de cada um dos recipientes em forma de cone que vamos preencher com a água restante:
V_cone_pequeno = (1/3) × π × r² × (h/2)
Para encontrar o número de recipientes que podemos preencher, vamos dividir o volume de água restante pelo volume de cada um dos recipientes:
N = V_rest / V_cone_pequeno = ((5/6) × π × r² × h) / ((1/3) × π × r² × (h/2)) = 5
Portanto, a resposta correta é A) 5.