Questão de Matemática e suas Tecnologias #019e5bea
Um artista plástico esculpe uma escultura a partir de um bloco de madeira de lei, em etapas. Inicialmente, esculpe um cone reto com 36 cm de altura e diâmetro da base medindo 18 cm. Em seguida, remove desse cone um cone menor, cujo diâmetro da base mede 6 cm, obtendo, assim, um tronco de cone, conforme ilustrado na figura.
Em seguida, perfura esse tronco de cone, removendo um cilindro reto, de diâmetro 6 cm, cujo eixo de simetria é o mesmo do cone original. Dessa forma, ao final, a escultura tem a forma de um tronco de cone com uma perfuração cilíndrica de base a base.
O tipo de madeira utilizada para produzir essa escultura tem massa igual a 0,6 g por centímetro cúbico de volume. Utilize 3 como aproximação para π.
Qual é a massa, em grama, dessa escultura?
1 198,8
1 296,0
1 360,8
4 665,6
4 860,0
Explicação Oficial / Explicações da Comunidade
A resposta correta é a Alternativa B (1 296,0 g). A resolução passa pelo cálculo dos volumes dos três sólidos geométricos envolvidos (cone maior, cone menor retirado e cilindro perfurado):
-
Volume do cone original (maior):
- Altura (H) = 36 cm.
- Raio da base (R) = 18/2=9 cm.
- Volume: Vcone=31⋅π⋅R2⋅H=31⋅3⋅92⋅36=81⋅36=2916 cm3.
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Volume do cone menor (removido):
- Diâmetro da base = 6 cm→ Raio (r) = 3 cm.
- Por semelhança de triângulos, determinamos a altura (h) do cone menor: Hh=Rr→36h=93→h=12 cm.
- Volume: Vmenor=31⋅π⋅r2⋅h=31⋅3⋅32⋅12=9⋅12=108 cm3.
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Volume do cilindro (perfuração):
- O cilindro tem raio r=3 cm e altura correspondente à do tronco de cone: H−h=36−12=24 cm.
- Volume: Vcilindro=π⋅r2⋅(H−h)=3⋅32⋅24=3⋅9⋅24=648 cm3.
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Volume final da escultura:
- Vfinal=Vcone−Vmenor−Vcilindro=2916−108−648=2160 cm3.
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Cálculo da massa:
- Massa=Vfinal⋅densidade=2160⋅0,6=1296 g.