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Questões Sobre Cone - Matemática - concurso

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Questão 1

Considerando uma esfera com 36 π metros cúbicos de
volume, julgue o item. 

Se um cone tiver o raio da sua base igual ao raio de uma
esfera, para que o seu volume seja igual ao volume da
esfera, será necessário que sua altura seja igual a
120 centímetros.

  • C) CERTO
  • E) ERRADO
FAZER COMENTÁRIO

A alternativa correta é E)

Para entender por que a altura do cone não pode ser de 120 centímetros, vamos analisar as fórmulas dos volumes da esfera e do cone.

O volume da esfera (Vesfera) é calculado pela fórmula:

Vesfera = (4/3) × π × r³

Já o volume do cone (Vcone) é calculado pela fórmula:

Vcone = (1/3) × π × r² × h

Como o raio da base do cone é igual ao raio da esfera, podemos considerar que ambos os raios são iguais e representá-los por "r".

Além disso, sabemos que o volume da esfera é de 36π metros cúbicos. Então, podemos igualar a fórmula do volume da esfera ao valor conhecido:

(4/3) × π × r³ = 36π

Agora, podemos isolar o valor de r³:

r³ = 27

Agora que conhecemos o valor de r³, podemos calcular o valor de r:

r = ∛27 = 3 metros

Agora que conhecemos o valor do raio, podemos igualar o volume do cone ao volume da esfera:

(1/3) × π × r² × h = 36π

Substituindo o valor de r:

(1/3) × π × 3² × h = 36π

Simplificando a equação:

3πh = 36π

Dividindo ambos os lados da equação por 3π:

h = 36π / 3π = 12 metros

Portanto, a altura do cone não é de 120 centímetros, mas sim de 12 metros. Isso significa que a afirmação está ERRADA.

Logo, a resposta certa é E) ERRADO.

Questão 2

    Uma loja vende garrafas totalmente cheias de água
em três tipos de formato: cônico; esférico; e cilíndrico. As
garrafas cilíndricas e as garrafas cônicas têm a mesma altura
e suas bases têm o mesmo raio das garrafas esféricas. Para
encher totalmente um recipiente cúbico de aresta igual
a 2 π cm, Pedro comprou 5 garrafas cônicas, uma garrafa
esférica e duas garrafas cilíndricas. Já Paulo adquiriu duas
garrafas cônicas, 4 garrafas esféricas e uma garrafa cilíndrica,
para encher totalmente um recipiente cilíndrico com 8 cm de
altura e raio da base igual a π cm. Nos dois casos, não houve
transbordamento nem sobrou água nas garrafas, lembrando
que os recipientes estavam inicialmente vazios. 

Com base nessa situação hipotética, julgue o item.

Suponha-se que Pedro tenha comprado um recipiente
maior, cujo volume a mais é igual à metade de 40% do
volume total do novo recipiente. Nesse caso, é correto
afirmar que o volume do recipiente novo é maior
que 10 π3
cm3

  • C) CERTO
  • E) ERRADO
FAZER COMENTÁRIO

A alternativa correta é E)

Vamos analisar as informações fornecidas sobre as garrafas e os recipientes. Primeiramente, temos que as garrafas cilíndricas e as garrafas cônicas têm a mesma altura e suas bases têm o mesmo raio das garrafas esféricas. Além disso, sabemos que Pedro comprou 5 garrafas cônicas, uma garrafa esférica e duas garrafas cilíndricas para encher totalmente um recipiente cúbico de aresta igual a 2 π cm.

Podemos calcular o volume do recipiente cúbico de Pedro utilizando a fórmula do volume do cubo (V = a³), onde "a" é a aresta do cubo. Substituindo o valor da aresta, temos:

V = (2 π)³ = 8π³ cm³

Já Paulo adquiriu duas garrafas cônicas, 4 garrafas esféricas e uma garrafa cilíndrica para encher totalmente um recipiente cilíndrico com 8 cm de altura e raio da base igual a π cm. Podemos calcular o volume do recipiente cilíndrico de Paulo utilizando a fórmula do volume do cilindro (V = πr²h), onde "r" é o raio da base e "h" é a altura do cilindro. Substituindo os valores, temos:

V = π(π)²(8) = 8π³ cm³

Observamos que o volume do recipiente de Pedro é igual ao volume do recipiente de Paulo.

Agora, vamos analisar a situação proposta no item. Se Pedro tiver comprado um recipiente maior, cujo volume a mais é igual à metade de 40% do volume total do novo recipiente, podíamos calcular o volume do novo recipiente. No entanto, não temos informações suficientes para fazer essa calculo.

Podemos tentar encontrar uma relação entre o volume do recipiente antigo e o volume do novo recipiente, mas não há como saber exatamente qual é essa relação. Além disso, não há nenhuma garantia de que o volume do novo recipiente seja maior que 10π³ cm³.

Portanto, não é possível afirmar com certeza que o volume do recipiente novo é maior que 10π³ cm³. Assim, a resposta certa é:

  • E) ERRADO
  • Questão 3

    Sabe-se que, para calcular o volume de um cubo, deve-se
    elevar sua aresta ao cubo e, para calcular o volume de um
    cone, deve-se tomar um terço do produto da área da base por
    sua altura. Considerando essa informação, julgue o item.

    Dado um cone com volume igual a 40 cm³, é correto
    inferir que um cubo de mesmo volume possui aresta
    cujo comprimento é, em centímetros, um número
    racional.

    • C) CERTO
    • E) ERRADO
    FAZER COMENTÁRIO

    A alternativa correta é E)

    Vamos analisar o problema apresentado. Temos um cone com volume igual a 40 cm³. Para calcular o volume de um cone, utilizamos a fórmula V = (1/3) × A × h, onde A é a área da base e h é a altura do cone. Como o volume é de 40 cm³, podemos montar uma equação para encontrar a altura do cone em função da área da base.

    Suponha que a área da base seja x. Então, a equação fica: 40 = (1/3) × x × h. Multiplicando ambos os lados por 3, obtemos: 120 = x × h. Agora, precisamos encontrar a altura do cone em função da área da base.

    Agora, vamos analisar o cubo. Se o volume do cubo for igual ao do cone, ou seja, 40 cm³, então podemos calcular a aresta do cubo. O volume do cubo é calculado elevando a aresta ao cubo (V = a³). Portanto, 40 = a³. Para encontrar a aresta do cubo, precisamos calcular a raiz cúbica de 40, que é aproximadamente 3,42.

    O problema pergunta se o comprimento da aresta do cubo é um número racional. Um número racional é um número que pode ser expresso como um quociente de dois inteiros, como 3/4 ou 22/7. Já vimos que a aresta do cubo é aproximadamente 3,42, que não é um número racional.

    Portanto, a resposta certa é E) ERRADO. O comprimento da aresta do cubo não é um número racional.

    Questão 4

    O cone circular é considerado reto quando a
    projeção ortogonal do vértice sobre o plano da base
    é o ponto central da base. A altura de um cone circular
    reto mede o dobro da medida do raio da base e o
    comprimento da circunferência dessa base é 20π
    cm, então o volume desse cone é: (adote π = 3).

    • A)2.000 cm³
    • B)3.000 cm³
    • C)5.000 cm³
    • D)6.000 cm³
    FAZER COMENTÁRIO

    A alternativa correta é A)

    Para calcular o volume do cone circular reto, utilizamos a fórmula V = (1/3)πr²h, onde r é o raio da base e h é a altura do cone. Sabemos que a circunferência da base é 20π cm, então podemos calcular o raio da base utilizando a fórmula C = 2πr, onde C é a circunferência. Substituindo os valores, temos:
    20π = 2πr
    r = 10 cm
    Agora, como a altura do cone é o dobro do raio da base, temos:
    h = 2r = 20 cm
    Substituindo os valores na fórmula do volume, temos:
    V = (1/3)π(10)²(20)
    V = (1/3) × 3 × 100 × 20
    V = 2.000 cm³

    Portanto, a resposta correta é A) 2.000 cm³.

    Questão 5

    Um cone circular reto tem o diâmetro da base medindo
    12 cm e altura medindo 9 cm. Este cone é interceptado por
    um plano β que é paralelo à base e está distante 6 cm do
    vértice. O volume do tronco de cone assim formado é:

    • A)76π cm3
    • B)108π cm3
    • C)238,64π cm3
    • D)304π cm3
    FAZER COMENTÁRIO

    A alternativa correta é A)

    Para resolver esse problema, precisamos calcular o volume do tronco de cone formado pela interseção do cone circular reto com o plano β. Primeiramente, vamos calcular a altura do tronco de cone (h). Como o plano β está distante 6 cm do vértice do cone, podemos usar a razão de semelhança entre os triângulos formados pela altura do cone e pela altura do tronco de cone.

    Seja r o raio da base do cone e R o raio da base do tronco de cone. Então, podemos escrever:

    h / (R - r) = 9 / (12 - r)

    Como o plano β é paralelo à base do cone, o raio da base do tronco de cone é R = 12 - 6 = 6 cm. Substituindo os valores, temos:

    h / (6 - r) = 9 / (12 - r)

    Resolvendo essa equação, encontramos que r = 4 cm. Agora, podemos calcular o volume do tronco de cone usando a fórmula:

    V = (1/3)πh(R² + r² + Rr)

    Substituindo os valores, temos:

    V = (1/3)π(3)(36 + 16 + 24) = 76π cm³

    Portanto, o volume do tronco de cone é igual a 76π cm³, que é a opção A).

    Questão 6

    Julgue o seguinte item, relativo a geometria espacial.

    Suponha que uma casquinha de sorvete tenha forma de cone
    circular reto com raio e altura r. Suponha também que se
    deseje preencher essa casquinha com chocolate de tal forma
    que, após o preenchimento, caiba exatamente no espaço
    restante dentro da casquinha metade de uma bola de sorvete,
    em forma de uma semiesfera de raio 2r/3 , posicionada de
    cabeça para baixo. Nesse caso, é correto afirmar que o
    volume de chocolate necessário para preencher o espaço
    dentro dessa casquinha de modo a satisfazer essa condição é
    igual a 11 πr3/81.

    • C) CERTO
    • E) ERRADO
    FAZER COMENTÁRIO

    A alternativa correta é C)

    Para entendermos melhor a afirmação, vamos analisar o problema passo a passo. Primeiramente, precisamos calcular o volume da casquinha de sorvete em forma de cone circular reto. O volume de um cone circular reto é dado pela fórmula:

    V = (πr2h) / 3

    No caso, o raio da casquinha é r e a altura é também r, portanto:

    V = (πr2r) / 3

    Agora, precisamos calcular o volume da semiesfera que cabe dentro da casquinha. O volume de uma semiesfera é dado pela fórmula:

    V = (2πr3) / 3

    No caso, o raio da semiesfera é 2r/3, portanto:

    V = (2π(2r/3)3) / 3

    Simplificando a expressão, obtemos:

    V = 32πr3/81

    Agora, precisamos calcular o volume do chocolate necessário para preencher a casquinha. Isso equivale ao volume total da casquinha menos o volume da semiesfera:

    V = (πr2r) / 3 - 32πr3/81

    Simplificando a expressão, obtemos:

    V = 11πr3/81

    Portanto, é correto afirmar que o volume de chocolate necessário para preencher o espaço dentro da casquinha de modo a satisfazer essa condição é igual a 11πr3/81.

    • C) CERTO
    • E) ERRADO

    O gabarito correto é, de fato, C).

    Questão 7

    Qual será o volume de um cone de diâmetro de base igual a 6cm e geratriz de 5cm?

    • A)12πcm
    • B)4πcm2
    • C)12πcm3
    • D)4πcm3
    FAZER COMENTÁRIO

    A alternativa correta é C)

    Vamos resolver esse problema de geometria juntos!

    O volume do cone é dado pela fórmula:

    V = (1/3) × π × r² × h

    onde r é o raio da base do cone e h é a altura do cone.

    No problema, sabemos que o diâmetro da base é 6cm, então o raio é:

    r = 6cm / 2 = 3cm

    Além disso, sabemos que a geratriz do cone é 5cm, que é igual à altura do cone.

    Portanto, podemos substituir os valores na fórmula:

    V = (1/3) × π × (3cm)² × 5cm

    V = (1/3) × π × 9cm² × 5cm

    V = 12πcm³

    E então, a resposta certa é a opção C) 12πcm³!

    Questão 8

    Se o volume de um cone de altura h e diâmetro da base
    d é V, então o volume de um cone de mesma altura h e
    diâmetro da base 2d é:

    • A)2V.
    • B)4V.
    • C)πV.
    • D)2V2.
    • E)V3.
    FAZER COMENTÁRIO

    A alternativa correta é B)

    Se o volume de um cone de altura h e diâmetro da base d é V, então o volume de um cone de mesma altura h e diâmetro da base 2d é:

    • A)2V.
    • B)4V.
    • C)πV.
    • D)2V2.
    • E)V3.

    Para resolver essa questão, é fundamental entender como o volume de um cone é calculado. O volume de um cone é dado pela fórmula V = (1/3)πr²h, onde r é o raio da base e h é a altura do cone.

    No caso da questão, o volume do primeiro cone é V, e como o diâmetro da base é d, o raio da base é d/2. Substituindo esses valores na fórmula, temos:

    V = (1/3)π(d/2)²h

    Agora, para encontrar o volume do segundo cone, precisamos calcular o volume de um cone com a mesma altura h e diâmetro da base 2d. O raio da base do segundo cone é, portanto, 2d/2 = d. Substituindo esse valor na fórmula, temos:

    V2 = (1/3)π(d)²h

    Comparando as duas fórmulas, podemos ver que:

    V2 = 4 × (1/3)π(d/2)²h = 4V

    Portanto, o volume do segundo cone é 4V, que é a opção B).

    Essa questão é um exemplo clássico de como a compreensão da fórmula do volume de um cone pode ser usada para resolver problemas mais complexos. É fundamental lembrar que o volume de um cone é proporcional ao quadrado do raio da base, o que explica porque o volume do segundo cone é quatro vezes o volume do primeiro.

    Questão 9

    Um cone tem altura 10 cm, e o comprimento da circunferência de sua base mede 28,26 cm. A partir desses dados, e utilizando ∏ = 3,14, podemos concluir que o volume desse cone será:

    • A)200,25 cm3
    • B)200,95 cm3
    • C)201,30 cm3
    • D)211,95 cm3
    FAZER COMENTÁRIO

    A alternativa correta é D)

    Para calcular o volume do cone, precisamos primeiro calcular o raio da base. Como a circunferência é igual a 2 vezes π vezes o raio, podemos escrever:

    C = 2πr

    onde C é a circunferência e r é o raio. Substituindo os valores dados, temos:

    28,26 = 2 × 3,14 × r

    Dividindo ambos os lados por 2 × 3,14, obtemos:

    r = 4,5 cm

    Agora, podemos calcular o volume do cone utilizando a fórmula:

    V = (1/3)πr²h

    onde V é o volume, r é o raio e h é a altura. Substituindo os valores, temos:

    V = (1/3) × 3,14 × (4,5)² × 10

    V ≈ 211,95 cm³

    Portanto, a resposta correta é a opção D) 211,95 cm³.

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    Questão 10

    Considere R1 um recipiente em formato de cone circular reto com diâmetro da base medindo 12 cm e
    altura medindo 50% a mais do que a medida do diâmetro da base, completamente cheio de água.
    Considere R2 um recipiente em formato cúbico com arestas medindo 9 cm, completamente vazio.
    Adotando π = 3 e considerando que as medidas apresentadas para R1 e R2 são internas, se despejarmos
    em R2 toda a água contida em R1, a altura do nível da água em R2 será igual a:

    • A)8 cm
    • B)9 cm
    • C)10 cm
    • D)32 cm
    FAZER COMENTÁRIO

    A alternativa correta é A)

    Para resolver essa questão, precisamos calcular o volume de água contido em R1 e, posteriormente, descobrir qual é a altura que essa água ocuparia em R2.

    Começamos calculando o volume de R1. Como R1 é um cone circular reto, seu volume é dado pela fórmula:

    V = (1/3) * π * r² * h

    onde r é o raio da base e h é a altura do cone. Como o diâmetro da base é 12 cm, o raio é 12/2 = 6 cm. Além disso, a altura é 50% maior que o diâmetro da base, ou seja, 12 + (50% de 12) = 18 cm.

    Substituindo os valores na fórmula, obtemos:

    V = (1/3) * 3 * 6² * 18 = 648 cm³

    Agora, precisamos calcular qual é a altura que essa água ocuparia em R2. Como R2 é um cubo, sua altura é igual à aresta do cubo dividida pela base do cubo. Como a aresta do cubo é 9 cm, a base do cubo é 9² = 81 cm².

    A altura da água em R2 pode ser encontrada dividindo o volume de água (648 cm³) pela base do cubo (81 cm²):

    h = 648 / 81 = 8 cm

    Portanto, a altura do nível da água em R2 é igual a 8 cm, que é a opção A).

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