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GEO. ESPACIAL-8: SEMELHANÇA E TRONCOS Prof. Marcão 1 1. Seja um tronco de Pirâmide onde: B é a área da base maior b é área da base menor h é a altura do tronco V é o volume do tronco Demonstre que h V B Bb b 3 Estenda o resultado para um tronco de cone. 2. Seja um tronco de cone de raios R e r e geratriz g. Prove que a área lateral do tronco é dada por: lA R r g 3. (OBM 2004) Uma ampulheta é formada por dois cones idênticos. Inicialmente, o cone superior está cheio de areia e o cone inferior está vazio. A areia flui do cone superior para o inferior com vazão constante. O cone superior se esvazia em exatamente uma hora e meia. Quanto tempo demora até que a altura da areia no cone inferior seja metade da altura da areia no cone superior? a) 30min b)10h c) 1h03min20s d)1h10min12s e) 1h14min30s 4. (Ita 2014) Considere o sólido de revolução obtido pela rotação de um triângulo isósceles ABC em torno de uma reta paralela à base BC que dista 0, 25 cm do vértice A e 0, 75 cm da base BC. Se o lado AB mede 2 1 cm, 2 o volume desse sólido, em cm3, é igual a a) 9 . 16 b) 13 . 96 c) 7 . 24 d) 9 . 24 e) 11 . 96 5. (Ita 2012) Um cone circular reto de altura 1 cm e geratriz 2 3 3 é interceptado por um plano paralelo à sua base, sendo determinado, assim, um novo cone. Para que este novo cone tenha o mesmo volume de um cubo de aresta 1 3 243 cm, é necessário que a distância do plano à base do cone original seja, em cm, igual a a) 1 4 b) 1 3 c) 1 2 d) 2 3 e) 3 4 6. (ITA 1997) A altura e o raio da base de um cone de revolução medem 1cm e 5 cm respectivamente. Por um ponto do eixo do cone situado a d cm de distância do vértice, traçamos um plano paralelo a base, obtendo um tronco de cone. O volume deste tronco é a média geométrica entre os volumes do cone dado e do cone menor formado. Então d é igual a: a) 3 2 3 3 b) 3 3 5 2 c) 3 3 5 2 d) 3 2 2 e) 2 3 3 7. (ITA 1971) Dado um cone reto de geratriz g e altura h, calcular a que distância do vértice devemos passar um plano paralelo à base, a fim de que a secção obtida seja equivalente à área lateral do tronco formado. 2 2a) g g h b) g g g h 2 2 2 2 2 2c) g g h d) h g g h e)n.d.a 8. (ITA 2007) Considere uma pirâmide regular de base hexagonal, cujo apótema da base mede 3 cm. Secciona-se a pirâmide por um plano paralelo à base, obtendo-se um tronco de volume igual a 1 cm³ e uma nova pirâmide. Dado que a razão entre as alturas das pirâmides é 1 2 , a altura do tronco, em centímetros, é igual a a) 6 2 / 4 b) 6 3 / 3 c) 3 3 6 / 21 d) 3 2 2 3 / 6 e) 2 6 2 / 22 9. (IME 2007) Sejam C e C* dois círculos tangentes exteriores de raios r e r* e centros O e O*, respectivamente , e seja t uma reta tangente comum a C e C* nos pontos não coincidentes A e A* . Considere o sólido de revolução gerado a partir da rotação do segmento AA* em torno do eixo OO* , e seja S a sua correspondente área lateral. Determine S em função de r e r* . 10. (FGV 2007) Um tronco de cone circular reto foi dividido em quatro partes idênticas por planos perpendiculares entre si e perpendiculares ao plano da sua base, como indica a figura. Se a altura do tronco é 10 cm, a medida da sua geratriz, em cm é igual a a) 101 b) 102 c) 103 d) 2 26 e) 105 11. (Unesp 2014) A imagem mostra uma taça e um copo. A forma da taça é, aproximadamente, de um cilindro de altura e raio medindo R e de um tronco de cone de altura R e raios das bases medindo R e r. A forma do copo é, aproximadamente, de um tronco de cone de altura 3R e raios das bases medindo R e 2r. 2 Sabendo que o volume de um tronco de cone de altura h e raios das bases B e b é 2 2 1 h (B B b b ) 3 e dado que 65 8, determine o raio aproximado da base do copo, em função de R, para que a capacidade da taça seja 2 3 da capacidade do copo. 12. (Esc. Naval 2014) A área da superfície de revolução gerada pela rotação do triângulo equilátero ABC em torno do eixo XY na figura abaixo, em unidade de área é a) 29 a b) 29 2 a c) 29 3 a d) 26 3 a e) 26 2 a 13. (Fuvest 2011) Na figura abaixo, o cubo de vértices A, B, C, D, E, F, G, H tem lado ℓ. Os pontos M e N são pontos médios das arestas AB e BC , respectivamente. Calcule a área da superfície do tronco de pirâmide de vértices M, B, N, E, F, G. 14. (UNICAMP 2006) Um abajur de tecido tem a forma de um tronco de cone circular reto, com bases paralelas. As aberturas do abajur têm 25 cm e 50 cm de diâmetro,e a geratriz do tronco de cone mede 30 cm. O tecido do abajur se rasgou e deseja-se substituí-lo a) Determine os raios dos arcos que devem ser demarcados sobre um novo tecido para que se possa cortar um revestimento igual àquele que foi danificado b) Calcule a área da região a ser demarcada sobre o tecido que revestirá o abajur. 15. (Esc. Naval 2013) A Marinha do Brasil comprou um reservatório para armazenar combustível com o formato de um tronco de cone conforme figura abaixo. Qual é a capacidade em litros desse reservatório? a) 2 40 10 3 b) 51910 2 c) 49 10 3 d) 4 49 10 3 e) 3 19 10 3 16. (Ime 2010) Sejam ABC um triângulo equilátero de lado 2 cm e r uma reta situada no seu plano, distante 3 cm do seu baricentro. Calcule a área da superfície gerada pela rotação deste triângulo em torno da reta r. a) 28 cm b) 29 cm c) 212 cm d) 216 cm e) 236 cm 17. (Uerj 2015) Um recipiente com a forma de um cone circular reto de eixo vertical recebe água na razão constante de 31 cm s. A altura do cone mede 24 cm, e o raio de sua base mede 3 cm. Conforme ilustra a imagem, a altura h do nível da água no recipiente varia em função do tempo t em que a torneira fica aberta. A medida de h corresponde à distância entre o vértice do cone e a superfície livre do líquido. Admitindo 3, a equação que relaciona a altura h, em centímetros, e o tempo t , em segundos, é representada por: a) 3h 4 t b) 3h 2 t c) h 2 t d) h 4 t 18. (Uerj 2011) Um sólido com a forma de um cone circular reto, constituído de material homogêneo, flutua em um líquido, conforme a ilustração abaixo. Se todas as geratrizes desse sólido forem divididas ao meio pelo nível do líquido, a razão entre o volume submerso e o volume do sólido será igual a: a) 1 2 b) 3 4 c) 5 6 d) 7 8 3 19. (Uerj 2010) A figura abaixo representa um recipiente cônico com solução aquosa de hipoclorito de sódio a 27%. O nível desse líquido tem 12 cm de altura. Para o preparo de um desinfetante, diluiu-se a solução inicial com água, até completar o recipiente, obtendo-se a solução aquosa do hipoclorito de sódio a 8%. Esse recipiente tem altura H, em centímetros, equivalente a a) 16 b) 18 c) 20 d) 22 20. (ITA 2002) Seja uma pirâmide regular de base hexagonal e altura 10 m. a que distancia do vértice devemos corta-la por um plano paralelo à base de forma que o volume da pirâmide obtida seja 1 8 do volume da pirâmide original? a) 2 m b)4 m c)5 m d)6 m e)8 m 21. (ITA 2000) Considere uma pirâmide regular com altura de 3 6 cm 9 . Aplique a esta pirâmide dois cortes planos e paralelos à base de tal maneira que a nova pirâmide e os dois troncos obtidos tenham, os três, o mesmo volume. A altura do tronco cuja base é abase da pirâmide original é igual a a) 3 32 9 6 cm b) 332 6 2 cm c) 3 32 6 3 cm d) 332 3 2 cm e) 3 32 9 3 cm 22. (ITA 1985) Um tronco de cone reto com bases paralelas está inscrito em uma esfera cujo raio mede 2m . Se os raios das bases do tronco de cone medirem, respectivamente rm e 2rm , então o seu volume medirá: a) 2 2 22 r 4 r 1 r 3 b) 2 2 23 r 4 r 1 r 2 c) 2 2 27 r 4 r 2 1 r 3 d) 2 2 27 r 4 r 2 1 r 3 e) 2 2 23 r 4 r 2 1 r 2 23. (IME 1969) Calcule o volume de um tronco de cone circunscrito a uma esfera de raio r , sabendo que a circunferência de tangência da esfera com a superfície lateral do tronco está em um plano cuja distância à base maior do tronco é o dobro da distância à base menor. 24. (ITA 1989) O lado da base maior de um tronco de pirâmide hexagonal regular, com bases paralelas, mede L cm. A altura do tronco é igual à metade do apótema desta mesma base. As faces laterais formam um ângulo de 30 graus com a base. Calcule o apótema (a), a lado (l), ambos da base menor, a altura (h) da face lateral e a área total (S) do tronco, todos em função de L. 25. (IME 1964) Um tronco de cone de revolução, de bases paralelas, tem a sua geratriz igual à soma dos raios das suas bases. Sabendo-se que a sua área lateral é igual a 266,56 cm , e que a sua altura é de 4 cm , calcular o seu volume. Considerar 3,14 26.(IME 1990) Dois círculos de raios R e r são, ao mesmo tempo, bases de um tronco de cone e bases de dois cones opostos de mesmo vértice e mesmo eixo. Seja k a razão entre o volume do tronco e a soma dos volumes dos dois cones opostos e seja m a razão R r . Determine m em função de k
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