Questõesde ENEM sobre Cilindro
Um povoado com 100 habitantes está passando por uma situação de seca
prolongada e os responsáveis pela administração pública local decidem contratar a
construção de um reservatório. Ele deverá ter a forma de um cilindro circular reto, cuja
base tenha 5 metros de diâmetro interno, e atender à demanda de água da população por
um período de exatamente sete dias consecutivos. No oitavo dia, o reservatório vazio é
completamente reabastecido por carros-pipa.
Considere que o consumo médio diário por habitante é de 120 litros de água. Use 3
como aproximação para π .
Nas condições apresentadas, o reservatório deverá ser construído com uma altura interna
mínima, em metro, igual a
Um piscicultor cria uma espécie de peixe em um tanque cilíndrico. Devido às características dessa espécie, o tanque deve ter, exatamente,2 metros de profundidade e ser dimensionado de forma a comportar 5 peixes para cada metro cúbico de água. Atualmente, o tanque comporta um total de 750 peixes. O piscicultor deseja aumentara capacidade do tanque para que ele comporte900 peixes, mas sem alterar a sua profundidade. Considere 3 como aproximação para π.
O aumento da medida do raio do tanque, em metro, deve ser de
Uma loja de materiais de construção vende dois tipos de
caixas-d’água: tipo A e tipo B. Ambas têm formato cilíndrico e
possuem o mesmo volume, e a altura da caixa-d’água do
tipo B é igual a 25% da altura da caixa-d’agua do tipo A.
Se R denota o raio da caixa-d’água do tipo A, então o raio
da caixa-d'água do tipo B é
Uma formiga encontra-se no ponto X, no lado externo de um copo que tem a forma de um cilindro reto. No
lado interno, no ponto V, existe um grão de açúcar preso na parede do copo. A formiga segue o caminho XYZWV
(sempre sobre a superfície lateral do copo), de tal forma que os trechos ZW e WV são realizados na superfície
interna do copo. O caminho XYZWV é mostrado na figura.
Sabe-se que: os pontos X, V, W se encontram à mesma distância da borda; o trajeto WV é o mais curto possível;
os trajetos XY e ZW são perpendiculares à borda do copo; e os pontos X e V se encontram diametralmente opostos.
Supondo que o copo é de material recortável, realiza-se um corte pelo segmento unindo P a Q, perpendicular à
borda do copo, e recorta-se também sua base, obtendo então uma figura plana. Desconsidere a espessura do copo.
Considerando apenas a planificação da superfície lateral do copo, a trajetória da formiga é
Uma construtora pretende conectar um reservatório
central (Rc) em formato de um cilindro, com raio interno
igual a 2 m e altura interna igual a 3,30 m, a quatro
reservatórios cilíndricos auxiliares (R1, R2, R3 e R4),
os quais possuem raios internos e alturas internas
medindo 1,5 m.
As ligações entre o reservatório central e os
auxiliares são feitas por canos cilíndricos com 0,10 m
de diâmetro interno e 20 m de comprimento, conectados
próximos às bases de cada reservatório. Na conexão
de cada um desses canos com o reservatório central há
registros que liberam ou interrompem o fluxo de água.
No momento em que o reservatório central está
cheio e os auxiliares estão vazios, abrem-se os quatro
registros e, após algum tempo, as alturas das colunas
de água nos reservatórios se igualam, assim que cessa
o fluxo de água entre eles, pelo princípio dos vasos
comunicantes.
A medida, em metro, das alturas das colunas de água
nos reservatórios auxiliares, após cessar o fluxo de
água entre eles, é
Uma construtora pretende conectar um reservatório central (Rc) em formato de um cilindro, com raio interno igual a 2 m e altura interna igual a 3,30 m, a quatro reservatórios cilíndricos auxiliares (R1, R2, R3 e R4), os quais possuem raios internos e alturas internas medindo 1,5 m.
As ligações entre o reservatório central e os auxiliares são feitas por canos cilíndricos com 0,10 m de diâmetro interno e 20 m de comprimento, conectados próximos às bases de cada reservatório. Na conexão de cada um desses canos com o reservatório central há registros que liberam ou interrompem o fluxo de água.
No momento em que o reservatório central está cheio e os auxiliares estão vazios, abrem-se os quatro registros e, após algum tempo, as alturas das colunas de água nos reservatórios se igualam, assim que cessa o fluxo de água entre eles, pelo princípio dos vasos comunicantes.
A medida, em metro, das alturas das colunas de água
nos reservatórios auxiliares, após cessar o fluxo de
água entre eles, é
A figura mostra uma anticlepsidra, que é um sólido
geométrico obtido ao se retirar dois cones opostos pelos
vértices de um cilindro equilátero, cujas bases coincidam
com as bases desse cilindro. A anticlepsidra pode ser
considerada, também, como o sólido resultante da
rotação de uma figura plana em torno de um eixo.
A figura plana cuja rotação em torno do eixo indicado gera
uma anticlepsidra como a da figura acima é
A figura mostra uma anticlepsidra, que é um sólido geométrico obtido ao se retirar dois cones opostos pelos vértices de um cilindro equilátero, cujas bases coincidam com as bases desse cilindro. A anticlepsidra pode ser considerada, também, como o sólido resultante da rotação de uma figura plana em torno de um eixo.
A figura plana cuja rotação em torno do eixo indicado gera
uma anticlepsidra como a da figura acima é
Para decorar um cilindro circular reto será usada uma
faixa retangular de papel transparente, na qual está
desenhada em negrito uma diagonal que forma 30° com a borda inferior. O raio da base do cilindro mede 6/π cm, e ao
n
enrolar a faixa obtém-se uma linha em formato de hélice,
como na figura.
O valor da medida da altura do cilindro, em centímetro, é
Para decorar um cilindro circular reto será usada uma faixa retangular de papel transparente, na qual está desenhada em negrito uma diagonal que forma 30° com a borda inferior. O raio da base do cilindro mede 6/π cm, e ao n enrolar a faixa obtém-se uma linha em formato de hélice, como na figura.
O valor da medida da altura do cilindro, em centímetro, é
Um artesão possui potes cilíndricos de tinta cujas
medidas externas são 4 cm de diâmetro e 6 cm de
altura. Ele pretende adquirir caixas organizadoras para
armazenar seus potes de tinta, empilhados verticalmente
com tampas voltadas para cima, de forma que as caixas
possam ser fechadas.
No mercado, existem cinco opções de caixas
organizadoras, com tampa, em formato de paralelepípedo
reto retângulo, vendidas pelo mesmo preço, possuindo as
seguintes dimensões internas:
Qual desses modelos o artesão deve adquirir para
conseguir armazenar o maior número de potes por caixa?
Um artesão possui potes cilíndricos de tinta cujas medidas externas são 4 cm de diâmetro e 6 cm de altura. Ele pretende adquirir caixas organizadoras para armazenar seus potes de tinta, empilhados verticalmente com tampas voltadas para cima, de forma que as caixas possam ser fechadas.
No mercado, existem cinco opções de caixas organizadoras, com tampa, em formato de paralelepípedo reto retângulo, vendidas pelo mesmo preço, possuindo as seguintes dimensões internas:
Qual desses modelos o artesão deve adquirir para
conseguir armazenar o maior número de potes por caixa?
Certa marca de suco é vendida no mercado em
embalagens tradicionais de forma cilíndrica. Relançando
a marca, o fabricante pôs à venda embalagens menores,
reduzindo a embalagem tradicional à terça parte de sua
capacidade.
Por questões operacionais, a fábrica que fornece as
embalagens manteve a mesma forma, porém reduziu
à metade o valor do raio da base da embalagem
tradicional na construção da nova embalagem. Para
atender à solicitação de redução da capacidade, após
a redução no raio, foi necessário determinar a altura da
nova embalagem.
Que expressão relaciona a medida da altura da nova
embalagem de suco (a) com a altura da embalagem
tradicional (h)?
Um fabricante de creme de leite comercializa seu
produto em embalagens cilíndricas de diâmetro da base
medindo 4 cm e altura 13,5 cm. O rótulo de cada uma
custa R$ 0,60. Esse fabricante comercializará o referido
produto em embalagens ainda cilíndricas de mesma
capacidade, mas com a medida do diâmetro da base
igual à da altura.
Levando-se em consideração exclusivamente o gasto
com o rótulo, o valor que o fabricante deverá pagar por
esse rótulo é de
O administrador de uma cidade, implantando uma política
de reutilização de materiais descartados, aproveitou
milhares de tambores cilíndricos dispensados por
empresas da região e montou kits com seis tambores
para o abastecimento de água em casas de famílias
de baixa renda, conforme a figura seguinte. Além
disso, cada família envolvida com o programa irá pagar
somente R$ 2,50 por metro cúbico utilizado.
Uma família que utilizar 12 vezes a capacidade total do
kit em um mês pagará a quantia de
(considere π ≅ 3 )
Uma empresa de refrigerantes, que funciona sem
interrupções, produz um volume constante de 1 800 000 cm3
de líquido por dia. A máquina de encher garrafas apresentou
um defeito durante 24 horas. O inspetor de produção
percebeu que o líquido chegou apenas à altura de 12 cm
dos 20 cm previstos em cada garrafa. A parte inferior da
garrafa em que foi depositado o líquido tem forma cilíndrica
com raio da base de 3 cm. Por questões de higiene, o líquido
já engarrafado não será reutilizado.
Utilizando π ≅ 3, no período em que a máquina
apresentou defeito, aproximadamente quantas garrafas
foram utilizadas?
Numa feira de artesanato, uma pessoa constrói formas
geométricas de aviões, bicicletas, carros e outros
engenhos com arame inextensível. Em certo momento,
ele construiu uma forma tendo como eixo de apoio outro
arame retilíneo e rígido, cuja aparência é mostrada na
figura seguinte:
Ao girar tal forma em torno do eixo, formou-se a imagem
de um foguete, que pode ser pensado como composição,
por justaposição, de diversos sólidos básicos de
revolução.
Sabendo que, na figura, os pontos B, C, E e F são
colineares, AB = 4FG, BC = 3FG, EF = 2FG, e utilizando-se
daquela forma de pensar o foguete, a decomposição
deste, no sentido da ponta para a cauda, é formada pela
seguinte sequência de sólidos:
Barras de cobre cilíndricas são utilizadas para fazer
aterramentos elétricos.
Durante a instalação de um chuveiro, uma pessoa
utilizou uma barra de aterramento de densidade p,
massa m, diâmetro D = 2R e altura h.
Para fazer um novo aterramento, essa pessoa
utilizou uma barra com a mesma densidade, mas com
o dobro da massa e o dobro do diâmetro em relação à
usada no chuveiro.
A densidade é dada por p = m/ v e o volume da barra
cilíndrica é V = π . R2 . h.
Qual a relação da altura da barra utilizada no novo
aterramento comparada àquela utilizada no aterramento
do chuveiro?
Barras de cobre cilíndricas são utilizadas para fazer aterramentos elétricos.
Durante a instalação de um chuveiro, uma pessoa utilizou uma barra de aterramento de densidade p, massa m, diâmetro D = 2R e altura h.
Para fazer um novo aterramento, essa pessoa utilizou uma barra com a mesma densidade, mas com o dobro da massa e o dobro do diâmetro em relação à usada no chuveiro.
A densidade é dada por p = m/ v e o volume da barra cilíndrica é V = π . R2 . h.
Qual a relação da altura da barra utilizada no novo
aterramento comparada àquela utilizada no aterramento
do chuveiro?
Para fazer um pião, brinquedo muito apreciado pelas crianças, um artesão utilizará o torno mecânico para trabalhar num pedaço de madeira em formato de cilindro reto, cujas medidas do diâmetro e da altura estão ilustradas na Figura 1. A parte de cima desse pião será uma semiesfera, e a parte de baixo, um cone com altura 4 cm, conforme Figura 2. O vértice do cone deverá coincidir com o centro da base do cilindro.
O artesão deseja fazer um pião com a maior altura que esse pedaço de madeira possa proporcionar e de modo a minimizar a quantidade de madeira a ser descartada.
Dados:
O volume de uma esfera de raio r é .∏.r3;
O volume do cilindro de altura h e área da base S é S.h;
O volume do cone de altura h e área da base S é .S.h;
Por simplicidade, aproxime ∏ para 3.
A quantidade de madeira descartada, em centímetros cúbicos, é
Um fabricante de bebidas, numa jogada de marketing,
quer lançar no mercado novas embalagens de latas de
alumínio para os seus refrigerantes. As atuais latas de
350 mL devem ser substituídas por uma nova embalagem
com metade desse volume, conforme mostra a figura:
De acordo com os dados anteriores, qual a relação entre o
raio r’ da embalagem de 175 mL e o raio r da embalagem
de 350 mL?
Um fabricante de bebidas, numa jogada de marketing, quer lançar no mercado novas embalagens de latas de alumínio para os seus refrigerantes. As atuais latas de 350 mL devem ser substituídas por uma nova embalagem com metade desse volume, conforme mostra a figura:
De acordo com os dados anteriores, qual a relação entre o
raio r’ da embalagem de 175 mL e o raio r da embalagem
de 350 mL?
Uma prefeitura possui modelos de lixeira de forma
cilíndrica, sem tampa, com raio medindo 10 cm e altura
de 50 cm. Para fazer uma compra adicional, solicita à
empresa fabricante um orçamento de novas lixeiras,
com a mesma forma e outras dimensões. A prefeitura
só irá adquirir as novas lixeiras se a capacidade de
cada uma for no mínimo dez vezes maior que o modelo
atual e seu custo unitário não ultrapassar R$ 20,00.
O custo de cada lixeira é proporcional à sua área total
e o preço do material utilizado na sua fabricação é
de R$ 0,20 para cada 100 cm2. A empresa apresenta
um orçamento discriminando o custo unitário e as
dimensões, com o raio sendo o triplo do anterior e a
altura aumentada em 10 cm. (Aproxime π para 3.)
O orçamento dessa empresa é rejeitado pela prefeitura, pois
Uma prefeitura possui modelos de lixeira de forma cilíndrica, sem tampa, com raio medindo 10 cm e altura de 50 cm. Para fazer uma compra adicional, solicita à empresa fabricante um orçamento de novas lixeiras, com a mesma forma e outras dimensões. A prefeitura só irá adquirir as novas lixeiras se a capacidade de cada uma for no mínimo dez vezes maior que o modelo atual e seu custo unitário não ultrapassar R$ 20,00. O custo de cada lixeira é proporcional à sua área total e o preço do material utilizado na sua fabricação é de R$ 0,20 para cada 100 cm2. A empresa apresenta um orçamento discriminando o custo unitário e as dimensões, com o raio sendo o triplo do anterior e a altura aumentada em 10 cm. (Aproxime π para 3.)
O orçamento dessa empresa é rejeitado pela prefeitura, pois
Uma cidade possui um reservatório de água C1 na
forma de um cilindro circular reto, com 5 metros de altura
e capacidade para 100 m3 de água. Foi construído outro
reservatório C2, com o mesmo formato do anterior, com a
mesma altura, cujo raio da base é o dobro de C1.
Nessas condições, a razão entre os volumes de C1 e de
C2 é igual a
Uma cidade possui um reservatório de água C1 na forma de um cilindro circular reto, com 5 metros de altura e capacidade para 100 m3 de água. Foi construído outro reservatório C2, com o mesmo formato do anterior, com a mesma altura, cujo raio da base é o dobro de C1.
Nessas condições, a razão entre os volumes de C1 e de
C2 é igual a
O Sr. José compra água do vizinho para irrigar
sua plantação, situada em um terreno na forma de um
quadrado de 30 m de lado. Ele paga R$ 100,00 mensais
pela água que consome. A água é levada a seu terreno
através de tubos em forma de cilindros de 1/2 polegada
de diâmetro.
Visando expandir sua plantação, o Sr. José adquire
um terreno com o mesmo formato que o seu, passando
a possuir um terreno em forma retangular, com 30 m de
comprimento e 60 m de largura.
Quanto ele deve pagar a seu vizinho por mês, pela água
que passará a consumir?
O Sr. José compra água do vizinho para irrigar sua plantação, situada em um terreno na forma de um quadrado de 30 m de lado. Ele paga R$ 100,00 mensais pela água que consome. A água é levada a seu terreno através de tubos em forma de cilindros de 1/2 polegada de diâmetro.
Visando expandir sua plantação, o Sr. José adquire um terreno com o mesmo formato que o seu, passando a possuir um terreno em forma retangular, com 30 m de comprimento e 60 m de largura.
Quanto ele deve pagar a seu vizinho por mês, pela água que passará a consumir?