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CCÁÁLLCCUULLOO AAPPLLIICCAADDOO Unidade Operacional “CFP//JOSÉ ALENCAR GOMES DA SILVA” Presidente da FIEMG Robson Braga de Andrade Gestor do SENAI Petrônio Machado Zica Diretor Regional do SENAI e Superintendente de Conhecimento e Tecnologia Alexandre Magno Leão dos Santos Gerente de Educação e Tecnologia Edmar Fernando de Alcântara Elaboração Marcelo Dias Campos de Oliveira William Cardoso da Silva Unidade Operacional Centro de Formação Profissional José Alencar Gomes da Silva SSuummáárriioo 1.0 DEFINIÇÃO................................................................................................................................... 3 2.0 REVISÃO – CÁLCULO BÁSICO ....................................................................................................... 4 2.1 ADIÇÃO E SUBTRAÇÃO DE NÚMEROS INTEIROS ............................................................................. 4 2.2 MULTIPLICAÇÃO DE NÚMEROS INTEIROS ....................................................................................... 4 2.3 DIVISÃO DE NÚMEROS INTEIROS................................................................................................... 5 3.0 NÚMEROS FRACIONÁRIOS ............................................................................................................ 5 3.1 LEITURA DE FRAÇÕES .............................................................................................................. 6 3.2 TIPOS DE FRAÇÕES ..................................................................................................................... 7 3.3 TRANSFORMAÇÃO DE FRAÇÃO IMPRÓPRIA EM NUMERAL MISTO ..................................................... 8 3.4 TRANSFORMAÇÃO DE NUMERAL MISTO EM FRAÇÃO IMPRÓPRIA ..................................................... 9 3.5 SIMPLIFICAÇÃO DE FRAÇÕES........................................................................................................ 9 4.0 MÍNIMO MÚLTIPLO COMUM......................................................................................................... 10 5.0 UNIDADES DE MEDIDAS.............................................................................................................. 10 5.1 MUDANÇA DE UNIDADES ........................................................................................................ 11 6.0 REVISÃO – GEOMETRIA PLANA ................................................................................................... 14 6.1 PERÍMETRO ............................................................................................................................... 14 6.2 ÁREA........................................................................................................................................... 15 7.0 REVISÃO – GEOMETRIA ESPACIAL ....................................................................................... 21 7.1 VOLUME ..................................................................................................................................... 21 8.0 REVISÃO – REGRA DE TRÊS................................................................................................... 23 8.1 REGRA DE TRÊS SIMPLES ...................................................................................................... 23 8.2 REGRA DE TRÊS COMPOSTA ................................................................................................. 25 9.0 REVISÃO - PORCENTAGEM..................................................................................................... 27 Cálculo Básico / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ Apresentação “Muda a forma de trabalhar, agir, sentir, pensar na chamada sociedade do conhecimento. “ Peter Drucker O ingresso na sociedade da informação exige mudanças profundas em todos os perfis profissionais, especialmente naqueles diretamente envolvidos na produção, coleta, disseminação e uso da informação. O SENAI, maior rede privada de educação profissional do país, sabe disso, e, consciente do seu papel formativo, educa o trabalhador sob a égide do conceito da competência:” formar o profissional com responsabilidade no processo produtivo, com iniciativa na resolução de problemas, com conhecimentos técnicos aprofundados, flexibilidade e criatividade, empreendedorismo e consciência da necessidade de educação continuada.” Vivemos numa sociedade da informação. O conhecimento, na sua área tecnológica, amplia-se e se multiplica a cada dia. Uma constante atualização se faz necessária. Para o SENAI, cuidar do seu acervo bibliográfico, da sua infovia, da conexão de suas escolas à rede mundial de informações – internet- é tão importante quanto zelar pela produção de material didático. Isto porque, nos embates diários, instrutores e alunos, nas diversas oficinas e laboratórios do SENAI, fazem com que as informações, contidas nos materiais didáticos, tomem sentido e se concretizem em múltiplos conhecimentos. O SENAI deseja, por meio dos diversos materiais didáticos, aguçar a sua curiosidade, responder às suas demandas de informações e construir links entre os diversos conhecimentos, tão importantes para sua formação continuada ! Gerência de Educação e Tecnologia Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 5 1.0 Definição O conhecimento em matemática é indispensável a todos aqueles que pretendem trabalhar para a criação de móveis, máquinas, estruturas, etc. Este trabalho objetiva a revisão e o reforço de conhecimentos matemáticos, tendo como função subsidiar a compreensão e o desenvolvimento dos conceitos interessantes à tecnologia e à prática profissional na área de produção, bem como a correta execução dos cálculos técnicos necessários à mesma. O nosso objetivo é estudar e exercitar a linguagem matemática com grande harmonia, entre o pensar e executar produtos na área de marcenaria que proporcionem melhoria e qualidade de vida a aqueles que vão utilizá-los. Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 6 2.0 Revisão – Cálculo Básico Neste capítulo faremos uma rápida revisão das operações básicas com números inteiros e fracionários. 2.1 Adição e Subtração de Números Inteiros Estas operações compreendem o principio básico da educação matemática, sendo a adição constituída de duas ou mais “parcelas” e tendo como resultado a “soma ou total” e a subtração constituída do “minuendo”, “subtraendo” e tendo como resultado o “resto ou a diferença”. Exemplos: 58 Ł 1a.parcela 153 Ł minuendo + 80 Ł 2a.parcela - 32 Ł subtraendo 124 Ł 3a.parcela 121 Ł resto ou total 262 Ł soma ou total Obs.: No caso da soma a ordem das parcelas não altera o resultado, já na subtração uma mudança entre o minuendo e o subtraendo resultará em um valordiferente. Tendo como perspectiva a introdução desta matéria a alunos com escolaridade superior a 8a. série, tais demonstrações deverão ser efetuadas diretamente no quadro, caso necessário. 2.2 Multiplicação de Números Inteiros A multiplicação apresenta certa dificuldade para tal nível de escolaridade geralmente quando apresenta “multiplicando” e “multiplicador” com mais de 1 algarismo. Tal fato se deve à falta de prática na resolução destas operações, em alguma dificuldade em aprendizagens anteriores, até mesmo na falta de cobrança da famosa tabuada e na utilização indiscriminada da calculadora, tantas vezes necessária para cálculos mais demorados. A dificuldade pode ser facilmente solucionada praticando-se estas operações com um grau de dificuldade crescente. 8 Ł multiplicando 16 Ł multiplicando 150 Ł multiplicando x 7 Ł multiplicador x 7 Ł multiplicador x 18 Ł multiplicador 56 Ł produto 112 Ł produto 2700 Ł produto Assim como na adição a ordem dos fatores não altera o produto. Ou seja, 8 x 7 = 7 x 8 = 56. Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 7 2.3 Divisão de Números Inteiros A divisão também apresenta dificuldades nos mesmos casos da multiplicação, basta-a ter o “dividendo” ou o “divisor” com mais de 1 algarismo para se tornar uma operação, para muitos, impossível de se resolver. Tais demonstrações deverão ser apresentadas diretamente no quadro caso necessário. 15 : 3 = 5 125 : 25 = 5 1056 : 24 = 44 31875 : 125 = 255 Exercício de fixação. 1. Resolva as operações que se seguem: a) 125 – 78 = b) 267 – 187 = c) 97 – 49 = d) 37 – 18 = e) 59 – 47 = f) 18 + 34 = g) 24 + 15 = h) 14 +73 = i) 319 + 128 = j) 189 + 179 = k) 79 x 7 = l) 124 x 28 = m) 348 : 12 = n) 145 : 29 = o) 769 : 133 = p) 35724 + 12754 = q) 3528 x 123 = r) 10675 – 9599 = 2. Resolva os exercícios abaixo: a) 1056 : 12 = b) 474 + 235 = c) 2112 : 24 = d) 816 x 22 = e) 4954 – 2358 = f) 1024 x 35 = g) 14150 : 25 = h) 11680 : 32 = i) 395 x 244 = j) 14638 + 5424 = k) 16571 – 12225 = l) 5535 : 45 = m) 4682 x 16 = n) 4759 : 61 = o) 6027 : 123 = p) 6840 : 15 = 3.0 Números Fracionários Observe a figura abaixo e estabeleça uma relação entre a figura e a parte hachurada. Depois de uma análise você deverá ter percebido que à parte hachurada corresponde à metade da circunferência, ou seja, 1 parte hachurada para 2 partes da circunferência. Esta conclusão pode ser expressa como 2 1 , mas isso é uma fração, sendo assim, uma fração representa partes de um inteiro qualquer. Tal conclusão pode ser empregada para qualquer figura, desde que a mesma esteja dividida em partes iguais. Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 8 Observando a figura abaixo podemos estabelecer mais uma relação: A conclusão que você chegou deve ser igual a 3 2 , sendo a figura ao lado refere-se a um triângulo dividido em 3 partes onde apenas 2 partes foram tomadas por hachuras. Exercício de fixação 1. Complete escrevendo a fração que representam as partes sombreadas em cada figura abaixo: _________ ______ ______ ______ ______ _________ 3.1 Leitura de Frações Quando o denominador é maior que 1 e menor que 10, lemos: 2 1 Um meio. 3 1 Um terço. 4 1 Um quarto. 5 1 Um quinto. 6 1 Um sexto. 7 1 Um sétimo. 8 1 Um oitavo. 9 1 Um nono. Quando o denominador é maior que 9 e diferente de 10 (e suas potências), lemos: 18 5 Cinco dezoito “avo” 32 15 Quinze trinta e dois “avo” Quando o denominador é dez ou potências de dez, lemos: 10 5 Cinco décimos 100 5 Cinco centésimos 1000 5 Cinco milésimos Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 9 Exercício de fixação. 1. Complete conforme o exemplo: 1. 29 5 Ł Cinco vinte e nove avos 2. 16 1 Ł 3. 10 7 Ł 4. 8 35 Ł 3.2 Tipos de Frações • Fração Própria. É a fração menor que a unidade, caracterizada por ter o numerador menor que o denominador. 3 1 , 5 2 , 7 4 , 4 3 , 9 5 , 6 1 • Fração Imprópria. É a fração maior que a unidade, caracterizada por ter o numerador maior que o denominador. 4 5 , 2 3 , 5 8 , 3 4 , 6 7 , 5 6 • Numeral Misto. É uma fração caracterizada por conter uma parte inteira e outra parte fracionária em forma de fração própria. 3 1 5 , 3 2 6 , 5 3 1 , 5 4 2 , 9 1 7 , 6 5 3 • Fração Aparente. É uma fração caracterizada por ter o numerador como múltiplo do denominador, podendo, portanto ser transformada em um numeral inteiro. 8 8 , 4 20 , 4 16 , 3 12 , 6 24 , 9 18 Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 10 • Fração Inversa. É uma fração caracterizada por ter o denominador igual ao numerador e o numerador igual ao denominador de uma fração dada, a fração encontrada após esta transformação é chamada de fração inversa. 6 4 ⇒ 4 6 , 7 2 ⇒ 2 7 , 5 3 ⇒ 3 5 • Frações Equivalentes. Para obtermos uma fração equivalente basta multiplicarmos ou dividirmos os termos de uma fração dada pelo mesmo número, desde que este seja diferente de zero. 3 5 = 9 15 ⇔ 33 35 x x = 9 15 6 2 = 3 1 ⇔ 2:6 2:2 = 3 1 3.3 Transformação de Fração Imprópria em Numeral Misto Fração imprópria e numeral misto são formas diferentes de demonstrar grandezas de mesmo valor. As figuras ao lado representam uma fração de 4 5 que é uma fração imprópria e também representa o numeral misto 4 1 1 . Uma parte inteira e mais 4 1 de outro inteiro. Para se fazer esta transformação basta dividir o numerador pelo denominador como no exemplo abaixo: 4 5 = 5: 4 Ł cinco divididos por quatro tem 1 como resultado e 1 como resto, basta agora colocar o resultado da divisão com parte inteira e o resto como numerador, mantendo o mesmo denominador: 4 5 = 4 1 1 . Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 11 3.4 Transformação de Numeral Misto em Fração Imprópria Como já foi visto anteriormente estas duas demonstrações de grandezas se equivalem, a transformação de numeral mistoem fração imprópria também é simples, observe: 3 2 4 = 3 14 Para efetuarmos esta transformação basta multiplicarmos o denominador pela parte inteira, somarmos com o numerador e repetirmos o denominador na fração imprópria. 3 243 +x = 3 14 3.5 Simplificação de Frações Simplificar uma fração significa transformá-la em uma fração equivalente cujos termos sejam primo entre si. 24 64 ⇔ 2:24 2:64 ⇔ 2:12 2:32 ⇔ 2:6 2:16 ⇔ 3 8 ⇔ 3 2 2 Obs.: “A fração equivalente obtida é chamada de Fração Irredutível, devendo apenas ser transformada em numeral misto quando possível”. Exercício de fixação. 1. Transforme as frações impróprias em numeral misto: a) 5 12 = f) 6 17 = k) 7 13 = p) 3 14 = b) 4 7 = g) 5 9 = l) 2 33 = q) 4 9 = c) 3 4 = h) 4 15 = m) 3 17 = r) 6 27 = d) 7 15 = i) 6 13 = n) 7 24 = s) 7 32 = e) 3 16 = j) 2 7 = o) 5 8 = t) 2 15 Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 12 2. Transforme os numerais mistos em fração imprópria: a) 4 3 2 = f) 5 4 2 = k) 3 7 4 = p) 4 9 7 = b) 4 1 3 = g) 9 1 2 = l) 1 6 5 = q) 5 11 6 = c) 5 3 1 = h) 9 5 7 = m) 8 9 4 = r) 2 4 1 = d) 6 5 1 = i) 6 4 4 = n) 3 5 2 = s) 6 7 5 = e) 7 1 3 = j) 7 2 4 = o) 2 7 1 t) 3 13 4 = 4.0 Mínimo Múltiplo Comum O método do mínimo múltiplo comum consiste em um método muito utilizado para reduzir frações a um denominador comum para que então possamos realizar operações com elas, como adição ou subtração. Tomemos o exemplo abaixo para a aplicação do método. Precisamos realizar a seguinte soma: 4 1 + 18 5 + 16 3 = ... Para isso, devemos primeiramente calcular o menor múltiplo comum entre os denominadores 4, 8 e 16: 4 – 18 – 16 2 2 – 9 – 8 2 1 – 9 – 4 2 1 – 9 – 2 2 1 – 9 – 1 3 1 – 3 – 1 3 1 – 1 – 1 24 x 32 logo o m.m.c (4, 18, 16) = 24 x 32 = 16 x 9 = 144 Seguindo estes passos devemos agora dividir o menor múltiplo comum, 144, pelos denominadores de cada fração: 144 : 4 = 36 144 : 18 = 8 144 : 16 = 9 Finalmente devemos multiplicar os quocientes obtidos (36, 8, 9) pelos dois termos da fração correspondente: 364 361 x x = 144 36 818 85 x x = 144 40 916 93 x x = 144 27 Assim temos 144 36 + 144 40 + 144 27 =103/144 Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 13 Exercícios de fixação. 1. Realize as seguintes operações utilizando o método do mínimo múltiplo comum. a) 16 64 + 9 36 = c) 21 49 + 16 6 = e) 25 35 - 28 17 = g) 6 13 - 35 18 = b) 18 27 + 8 18 = d) 26 16 + 34 17 = f) 19 14 - 21 11 = h) 23 9 - 7 4 = 5.0 Unidades de Medidas Medir pode ser definido como o ato de determinar ou verificar a extensão, medida ou grandeza de um material em estudo. Ou ainda comparar um padrão já estabelecido com o objeto a ser medido. O Sistema Internacional de Unidades (SI) em 1983 modificou a definição de metro como sendo o comprimento do trajeto percorrido pela luz no vácuo durante um intervalo de tempo de 1/299792458 de segundo. Estas definições são modificadas periodicamente a fim de acompanhar a evolução das técnicas de medição e para permitir uma realização mais exata das unidades de base. Unidades (SI) de Base Grandeza Nome Símbolo Comprimento Metro m Massa Quilograma Kg Tempo Segundo s Corrente Elétrica Ampére A Temperatura Termodinâmica Kelvin K Quantidade de Matéria Mol mol Intensidade Luminosa Candela Cd A tabela acima trás as unidades bases utilizadas no mundo inteiro. Cada país tem autoridade para utilizar o padrão mais adequado a sua realidade, como a polegada, a légua, o pé, etc. Vamos aprofundar nossos conhecimentos no padrão utilizado no Brasil, iremos conhecer um pouco mais sobre o metro, seus múltiplos e submúltiplos. Múltiplos Unidade Submúltiplos km Quilômetro 1000 m hm Hectômetro 100 m dam Decâmetro 10 m m Metro 1 m dm Decímetro 0,1 m cm Centímetro 0,01 m mm Milímetro 0,001 m Cada Unidade contém 10 vezes a unidade seguinte. Por isso, o sistema métrico é um sistema decimal de unidades de medida. Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 14 Obs.: Existem múltiplos maiores que o quilômetro Existem submúltiplos menores que o milímetro Regras práticas: 1. Para passar de uma unidade para outra imediatamente inferior multiplica-se por 10. Exemplo: Escrever 4,39 dm em cm. 4,39 dm = (4,39 x 10) cm = 43,9cm Na prática, desloca-se a vírgula uma casa decimal para a direita. 2. Para passar de uma unidade para outra imediatamente superior divide-se por 10. Exemplo: Escrever 4,39 dm em m. 4,39 dm = (4,39 : 10) m = 0,439 m. Na prática, desloca-se a vírgula uma casa decimal para a esquerda. 3. Para passar de uma unidade para outra qualquer aplicamos sucessivamente uma das duas regras anteriores. Exemplo: Escrever 8,46 m em cm e em Km; a) de m para cm 8,46m = 84,6dm = 846, cm b) de m para Km. 8,46 m = 0,846 dam = 0,0846 hm = 0,00846 Km. 5.1 Mudança de Unidades As unidades escritas se referem ao algarismo que está à esquerda da vírgula. Vamos analisar o número 45,87 dm, temos o algarismo 5 que está representando a unidade do dm. Observe o quadro abaixo: m dm cm mm 4 5 8 7 Para efetuarmos a mudança de unidade basta deslocarmos a vírgula, que no nosso exemplo está à direita do algarismo 5, para a unidade que se deseja transformá-la. 45,87 decímetros. 458,7 centímetros 4587 milímetros 4,587 metros 0,4587decâmetros. 0,04587 hectômetro 0,004587 quilômetro Se estas alterações forem feitas em múltiplos de unidades como o metro quadrado (m²) ou o metro cúbico (m³), por exemplo, devemos seguir o seguinte procedimento. Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 15 Para unidades quadradas como metro ou centímetro quadrado, por exemplo, devemos deslocar a vírgula duas casas para cada unidade. Por exemplo: se quisermos transformar 2 mm² (milímetros quadrados) em metros quadrados m² devemos fazer o seguinte. 0 , 0 0 0 0 0 2 m ² Como são três unidades que separam mm de m deslocamos 6 casas. Duas para cada unidade. Para fazermos a transformação com unidades cúbicas o raciocínio é análogo ao anterior só que agora deslocamos 3 casas para cada unidade. Exercício de fixação. 1. Complete, fazendo as transformações de acordo com a unidade. a) 545 cm = _____________ m b) 4,587 hm = ___________ dm c) 0,48 km = ___________ dam d) 28035 mm = __________ m e) 0,5 m = ______________ cm f) 18,05 dm = __________ mm g) 0,3 cm = ____________ dam h) 0,36 hm = ____________ cm i) 75 cm = ______________ m j) 18 km = ______________m k) 25 m = _____________ cm l) 0,54 dam = ___________ dm m) 750 mm = ____________ m 2. Complete, observando o exemplo. a) Três decímetros e sete milímetros = 3,07 dm b) Nove metros e trinta centímetros = c) Doze centímetros e um milímetro = d) Quarenta e oito metros e trinta e cinco centímetros = e) Trinta e dois centímetros e vinte cinco décimos = f) Zero decímetro e oito milímetros = g) Quatorze centímetros e quatro milímetros = h) Um hectômetro e trinta e seis centímetros = i) Dois metros e quinze centímetros = 3. Complete: a) Em 1 km há _______________ m b) Em 1 km há _______________ dm c) Em 1 hm há _______________ m d) Em 3 m há ________________ dm Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 16 4. Efetue, reduzindo para a unidade indicada na resposta: a) 0,43 hm + 6,24 m = _____________dm b) 342,8 cm + 0,056 dam = _________ mm c) 16,495 km – 13525 dm = _________ hm d) 0,082 hm – 815 mm = ___________ cm e) 1,947 m + 0,086 km = ___________ m f) 8,002 dm + 0,4312 m = __________ cm g) 5,4001 dam – 165,5 m = _________ dam h) 547,6 m – 12,57 dam = __________ dm 5. Transforme as medidas dadas como se pede: a) 85 m² = ______________ hm² b) 4361 mm³ =___________ dam³ c) 0,0057 km² =__________ m² d) 45 km² = _____________ dm² e) 95487 cm³ = __________ km³ f) 0,001500 hm =_________ mm g) 145 dam = ____________ dm h) 0,25 dm = _____________km i) 0,46101 hm = __________cm j) 25 mm² = _____________ cm² k) 83 dm = ______________ dam. l) 0,034 m³ = _____________ hm³ 6. Resolva as operações abaixo reduzindo para a unidade indicada na resposta: a) 18,76 dm – 455 mm =______________________m b) 1235 km + 354 cm =_______________________ham c) 657,98 dam – 444,4 m =____________________km d) 12,55 ham + 0,0987 km =___________________cm e) 12345 mm – 0,0345 dam =__________________dm f) 0,0075 km + 54,32 cm =_____________________dam g) 76,413 dam – 0,00954 ham =________________mm Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 17 6.0 Revisão – Geometria Plana Neste capítulo estudaremos como determinar as principais propriedades das figuras geométricas planas como perímetro, semi-perímetro e área. 6.1 Perímetro O perímetro nada mais é do que a medida do comprimento de uma superfície qualquer. Para determinar o perímetro de um polígono qualquer basta somar as medidas dos lados do polígono como segue o exemplo abaixo. O perímetro do retângulo ao lado é 2P = 6 + 3 2P = 9 cm Ou 0.09 m. Para o caso de uma circunferência existe uma expressão para o cálculo do perímetro que é dado por: R 2P = 2xπxr Onde π é uma constante que vale aproximadamente 3,14 e R é o raio da circunferência. Obs.: Devido ao uso muito comum do “semi-perímetro” usamos 2P para designar o perímetro e P para designar o semi-perímetro, e a Unidade de medida adotada no Si (sistema internacional de medidas) de comprimento é o metro. Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 18 6.2 Área Á área de uma figura é a medida da superfície desta figura. As figuras com as quais trabalharemos possuem áreas que podem ser calculadas através de fórmulas que veremos a seguir: • Área do Retângulo Vamos utilizar o mesmo retângulo do exemplo anterior. Na figura ao lado, você tem um retângulo de 6 cm de comprimento e 3 cm de largura, cuja área é de 6 x 3= 18 cm 2. Representamos por “S” a área do retângulo, por b a base e por h a altura, temos a formula: S = b x h • Área do Quadrado Vamos representar por l a medida do lado do quadrado. Aplicando a fórmula da área do retângulo para b = l e h = l, temos: A área do quadrado é igual ao quadrado da medida do lado. S = l x l= l² Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 19 • Área do Paralelogramo Vamos representar por b a base e por h a altura do paralelogramo. Notemos que a área do paralelogramo ABCD é igual à área do retângulo EFCD, por que: • ABCD é soma do quadrilátero EBCD com o triângulo AED • EFCD é soma do quadrilátero EBCD com o triângulo BFC • Os triângulos AEB e BFC, por serem congruentes, têm áreas iguais. Portanto, a área do paralelogramo é dada por: S = b x h A área do paralelogramo é igual ao produto da medida da base pela medida da altura. • Área do Triângulo Consideramos o triângulo ABC de base b e altura h, e a seguir, o paralelogramo ABCD com a mesma base b e a mesma altura h. Notemos que os triângulos ABC e DCB são congruentes e, portanto têm áreas iguais. Segue-se daí que a área do triângulo ABC é igual à metade da área do paralelogramo ABDC. S = (bxh)/2 Onde a, b e c são os lados do triângulo. A área de um triângulo é igual à metade do produto da medida da base pela medida da altura. Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 20 • Área do Losango Vamos representar por D a diagonal maior e por d a diagonal menor do losango. A área do losango é quatro vezes a área do triângulo de catetos D/2 e d/2. S= 4. ((b.h)/2) Ł S = 4. ((D/2).(d/2))/2 Ł S = 4.((D.d)/8), então S = (dxD)/2 A área do losango é igual à metade do produto das medidas das diagonais. • Área do Trapézio Vamos representar asbases do trapézio por B e c e a altura por h. hhh BB b b A área do trapézio é igual à soma das áreas de dois triângulos, um de base B e altura h, e outro de base b e altura h. S = 2 Bxh + 2 bxh Ł S = 2 bxhBxh + Ł S= 2 )( xhbB + S= 2 )( xhbB + A área do trapézio é igual à metade do produto da soma das bases pela altura. D d d /2 D/2 Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 21 • Área do Polígono Regular Vamos indicar por: • n o número de lados do polígono. • l o lado • a o apótema • 2p o perímetro Notemos que 2p = n.l Como o polígono tem n lados, a área é igual a n vezes a área do triângulo de base l e altura a: S = (n.l)/2 Ł S = (n.l.a)/2 Ł S = (2p.a)/2 , então S = pxa • Área da Circunferência Considere uma circunferência de centro O e raio R. Inscrevam nesta circunferência polígonos regulares, de modo que o número de lados cresce sucessivamente, por exemplo, por duplicação. É sabido que a área de um polígono regular (P) é o produto do seu semi-perímetro p pelo apótema a. Com o crescer do número de lados do polígono regular inscrito, seu perímetro aproxima-se cada vez mais do perímetro do círculo, bem como seu respectivo apótema aproxima-se do raio da circunferência, e em conseqüência, a área do polígono vem a ser uma aproximação cada vez maior da área do circulo. Do exposto, afirma-se que: A área de um círculo é o produto do seu semi-perímetro pelo raio. a Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 22 Assim, para o círculo de raio R tem-se: S= π.r.r onde, S= π R2 Obs. Embora a expressão do cálculo da área de um círculo tenha sido obtida através de um método intuitivo, é possível provar a validade daquela expressão através do cálculo integral. • Área da Coroa Circular Rr A área da coroa circular é dada pela diferença entre as áreas dos dois círculos. S = π.R² - π.r² Ł S= π (R² - r²) Exercício de fixação. 1. Para cortar pequenas peças quadradas de 5 cm de lados em uma chapa de compensado com 2 m de comprimento e 2 m de largura. Quais os totais de peças vão obter no final do corte? 2. Para construir uma caixa de madeira toda laminada, sendo os quatro lados em forma de trapézio, e coma as dimensões indicadas a seguir, e duas faces quadradas e paralelas (tampo e fundo). Calcule qual a área de lamina na caixa será preenchida ao termino do trabalho? Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 23 3. Calcule a área de cada um dos triângulos a seguir: 4. Calcule a área de um circulo inscrito em uma chapa quadrada de lado 600 mm (lembrete uma circunferência se diz inscrita em um polígono quando tangencia todos os lados do polígono). 5. Calcule a área de cada quadrilátero indicado abaixo: a) Quadrado com lado medindo 6m. b) Quadrado com perímetro com 12 cm. c) Retângulo com comprimento 3 cm e perímetro de 10 cm. d) Quadrado com comprimento de 20 m e largura de 15 m. 6. Um dos lados de um retângulo mede 10 cm. Qual deve ser a medida do outro lado para que a área deste retângulo seja equivalente a área do retângulo cujos lados medem 9 cm e 12 cm ? 7. Se um retângulo possui o comprimento igual ao quíntuplo da largura e a área é igual a 80 cm², quais são as medidas dos seus lados? 8. Em um tipo de trabalho dentro de uma empresa, é necessário o calculo de materiais a ser gasto na confecção de qualquer produto. Qual seria a área de uma lamina a ser colada em um tampo de formato circular com Raio de 300? 9. Quantas tabuas serão necessárias para confecção de móvel cujo suas dimensões respectivas são tampo 500 mm comprimento por 300 mm de largura e suas laterais (sendo 2 ) medindo 445 mm comprimento e 285 mm de largura, sabendo-se que a tabua mede 2,80 m comprimento e 350 mm largura? 10. Calcule a área das figuras representadas abaixo: a) b) Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 24 11. Calcule a área dos polígonos abaixo: a) b) c) d) 12. Sabendo-se que cada quadro possui 10 cm. Calcule a área da parte selecionada da figura abaixo: 13. Uma circunferência, com 8 cm de diâmetro, tem 25,1 cm de comprimento. Qual é o comprimento de outra circunferência que tem 14 cm de diâmetro? Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 25 7.0 Revisão – Geometria Espacial 7.1 Volume O volume de um corpo é a quantidade de espaço ocupado por esse corpo. Medir o volume é medir o espaço ocupado por um objeto. No sistema métrico decimal, a unidade padrão para medir o volume é o metro cúbico, que é representado por m³. O metro cúbico (m³) é o volume ocupado por um cubo de 1 m de aresta. Frequentemente nos deparamos com problemas que envolvem o uso de três dimensões: comprimento, largura e altura. De posse de tais medidas tridimensionais, poderemos calcular medidas de metros cúbicos e volume. Exercícios de Fixação: 1. Calcule a metragem cúbica de uma chapa de compensado medindo 2,20 m comprimento 1,60 m de largura e 18 mm de espessura. 2. Quantos metros cúbicos são necessário para confeccionar um móvel com duas prateleiras com medidas 500 mm por 300 mm por 15 mm espessura com 2 laterais medindo 800 mm por 400 mm por 18 mm espessura um tampo e uma base medindo 1000 mm por 400 mm por 20 mm espessura? 3. Calcule o volume (m³) da peça abaixo, seguindo as dimensões do modelo a seguir. Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 26 4. Calcule a metragem cúbica da figura abaixo sabendo que sua profundidade possui 30 mm, lembrando que a resposta é em (m³). 5. Transforme o resultado do exercício anterior em cm³ e mm³ e coloque o valor do volume total da chapa que precisaria pra se cortar esse formato de peça. 8.0 Revisão – Regra de Três Iniciaremos agora o estudo sobre as regras de 3, muito útil para resolvermos problemas que seguem alguma relação de proporção. As regras de 3 se dividem em dois tipos básicos. As regras de 3 simples e as regras de 3 compostas. 8.1 Regra de Três Simples Como vimos, há grandezas que variam proporcionalmente em relação aoutras. Essa proporcionalidade nos fornece uma REGRA que permite solucionar problemas. Esses problemas propõem a determinação de um termo desconhecido através de três outros conhecidos; daí a regra citada chamar-se REGRA DE TRÊS. Aplicação da regra de três - Se 3 limas custam R$144,00 quanto se pagará por 7 peças iguais às primeiras? 1ª Organiza-se as sucessões com elementos da mesma espécie. É comum formar as sucessões na posição vertical. Limas R$ 3 __________ 144 7 __________ X A seta, convencionalmente, deve apontar para o X. 800 200 200 400 200 200 Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 27 Como colocá-la na 1ª sucessão? Valemo-nos do seguinte raciocínio: se 3 limas custam R$144,00, 7 limas custarão mais, isto é, aumentando as limas, aumentarão os reais, logo a seta da 1ª sucessão apontará no mesmo sentido que em X. Limas R$ 3 _________ 144 7 __________ X A regra de três é dita então DIRETA 2ª - Resolvendo a proporção: 3 = 144 3X = 7 . 144 X = 7 . 144 X = 1008 X = 336 7 X 3 3 Resposta: O preço de 7 limas é de R$ 336,00 - Um certo serviço é feito em 72 horas com 8 máquinas impressoras. Em quanto tempo, 6 dessas máquinas farão o mesmo serviço? Máquinas Horas 8 _________ 72 6 _________ X As setas têm sentido inverso, pois um raciocínio, como o anterior acusa que X é maior que 72. Teríamos, então de inverter uma das razões para podermos aplicar a propriedade fundamental das proporções; entretanto, praticamente: os produtos se fazem sempre entre os termos que está na ponta de uma seta e o que está no início da outra seta. Observe como determinamos o valor de X. Máquinas Horas 8 _________ 72 6 _________ X X = 8 . 72 = 96 6 Como as setas estão opostas diz-se que a regra de três è INVERSA. As regras de três vistas até agora são REGRAS DE TRÊS SIMPLES. Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 28 8.2 Regra de Três Composta Vimos que a sucessão que contem o X serve de base para saber se qualquer uma outra é direta ou inversa. Quando comparamos mais de 2 grandezas, temos o que se chama de regra de três composta. Um grupo de 30 operários, trabalhando 8 horas diárias, fundiu 400 kg de ferro em 10 dias. Quantos operários serão necessários para fundir 600 kg trabalhando 15 dias de 6 horas? Disposição dos dados para reconhecimento se a regra de três é direta ou inversa. Operários Horas/dia KG dias 30 8 400 10 X 6 600 15 Raciocinemos para colocar as setas 1ª - diminuindo o número de horas/dia aumentar o número de operários. 30 8 X 6 2ª - aumentando o número de operários aumentara o número de kg. 30 400 X 600 3ª - aumentando o número de operários diminuirá o número de dias. 30 10 X 15 Observe que o numerador será constituído pelo produto do valor que esta no inicio da seta do X pelos valores que estão nas pontas das demais setas, e o denominador é o produto dos demais valores. X = 30 . 8 . 600. 10 = 1440000 = 40 6 . 400 . 15 36000 Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 29 Exercícios de fixação: 1. Se uma madeira de 360 cm de comprimento e cortada 180 mm por minuto, quanto tempo levará para se consumir com toda a peça? 2. 30 funcionarios deveriam fazer um serviço em 40 dias. 13 dias após o início das obras, 15 funcionario deixaram o serviço. Em quantos dias ficará pronto o restante do produto? 3. Se 8 homens levam 12 dias montando 16 móveis, então em quantos dias nas mesmas condições, 15 homens montam 50 móveis? 4. 12 marceneiros fizeram 50 armários em 30 dias, trabalhando 6 horas por dia. Qual o número de horas por dia, que deverão trabalhar 18 marceneiros para fazerem 100 armários em 20 dias? 5. Um relógio atrasa 3 minutos a cada 24 horas. a) Quantos minutos atrasará em 72 horas? b) Quantos minutos atrasará em 18 dias? c) Quantos dias levarão para o relógio ficar atrasado 45 minutos? 6. Com 10 kg de cola podemos fabricar 7 armários. Quantos quilogramas de cola são necessários para fabricar 28 armários? 7. Em um tamborete, contatou-se que um marceneiro leva, em média, 5 minutos para furar 3 pés. Qual é o tempo que esse marceneiro vai levar para furar 36 pés? 8. Numa fábrica de compensado, trabalham 16 operários que produzem, em 8 horas de serviço diário, 240 chapas de compensado. Quantos operários São necessários para produzir 600 chapas de compensado por dia, com 10 horas de trabalho diário? 9. Dois carregadores levam caixas do depósito para um caminhão. Um deles leva 4 caixas por vez e demora 3 minutos para ir e voltar. O outro leva 6 caixas por vez e demora 5 minutos para ir e voltar. Enquanto o mais rápido leva 240 caixas, quantas caixas leva o outro? 10. Uma família composta de 6 pessoas consome em 2 dias 3 kg de pão. Quantos quilos de pão serão necessários para alimentá-la durante 5 dias, estando ausentes 2 pessoas? Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 30 9.0 Revisão – Porcentagem A expressão por cento já é familiar para você. Ela vem do latim per centum, que quer dizer por cento. Aparecem constantemente em jornais, revistas e noticiários. Assim, quando o professor diz que 60 por cento de uma classe são compostas de meninos, ele está comparando o número de meninos com o número total de alunos da classe, usando para isso uma razão de denominador 100, ou seja: 60 por cento é o mesmo que 100 60 . Então: Toda razão b a , na qual b = 100, chama-se porcentagem. Em lugar da expressão por cento usamos o símbolo %, que significa uma divisão por 100. Assim: 60 por cento = 60% = 100 60 ou 100 60 = 60% = 60 por cento Sabemos também que toda porcentagem pode ser escrita na forma decimal: 21% = 100 21 = 0,21 185% = 100 185 = 1,85 2,8% = 100 8,2 = 0,028 45,2% = 100 2,45 = 0,452 Vamos, agora, resolver problemas envolvendo porcentagem. Nos exemplos que serão dados, usaremos porcentagens para estabelecer uma comparação entre dois valores, o que é muito comum na vida prática e tem grande aplicação na Matemática. 1º Exemplo: Em um colégio estudam 750 alunos. Desses, 52% estudam no período da tarde. Quantos alunos estudam no período da tarde? Resolução: Indicamos por x o número de alunos que estudam no período da tarde, temos: o número x é igual a 52% de 750. Considerando que 52% = 100 52 = 0, 52, temos a equação: x = 0,52. 750 Ł x = 390 Resposta: No período da tarde estudam 390 alunos. 2º Exemplo: No fim de uma temporada, uma equipe de basquete havia ganho 26 jogos dos 40 disputados. Qual foi a porcentagem de partidas ganhas pelo clube no final da temporada? Cálculo Aplicado/ Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 31 Resolução: Representando por x% a porcentagem de partidas ganhas, podemos dizer que: x% de 40 jogos é igual a 26 jogos. Vem daí a equação: x . 40 = 26 40x = 26 Ł 40 46x = 40 26 Ł x = 0,65 Então: x = 0,65 = 100 65 = 65% Resposta: A equipe ganhou 65% dos jogos disputados. 3º Exemplo: Um comerciante comprou um objeto por R$ 200,00 e vendeu por R$ 250,00. Qual foi a porcentagem de seu lucro em relação ao preço de compra? Resolução: O lucro foi de 250 – 200 = 50, em reais. Vamos comparar esse lucro com o preço de compra, indicando por x% a porcentagem de lucro e montando a equação: x% do preço de compra é igual a 50. x.200 = 50 200x = 50 Ł 200 200x = 200 50 Ł x = 0,25 Ł x = 100 25 = 25% Resposta: O lucro foi de 25% sobre o preço de compra. 4º Exemplo: Uma empresa vende uma mercadoria e vai receber o pagamento em duas prestações. A primeira no ato da venda e a segunda trinta dias após. Supondo que o preço à vista da mercadoria seja “c”reais, que o primeiro pagamento seja de 3 c reais e que a inflação nesses 30 dias seja de 25%, calcule o valor que deve ser cobrado no segundo pagamento de modo a compensar exatamente a inflação do período. Resolução: c ==> pagamento à vista 3 c ==> pagamento no ato da compra c - 3 c = 3 2c ==> pagamento restante Nestas condições, o valor da segunda prestação será: 3 2c + 0,25 . 3 2c = 3 2c + 3 5,0 c = 3 5,2 c = 6 5c Resposta: O valor a ser cobrado no segundo pagamento é de 6 5c . Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 32 5º Exemplo: Um investidor aplicou R$ 5000,00 em uma caderneta de poupança no dia 1º/09. Em 1º/10 foi creditado o rendimento referente ao mês de setembro, que foi de 3,5%, e em 1º/11 foi creditado o rendimento do mês de outubro. Se após esse último credito o salto passou a ser de R$ 5392,35, determine o rendimento do mês de outubro em %. Resolução: Em 1º/09 ==> 5000,00 Em 1º/10 ==> 5000,00 . 1,035 = 5175,00 (Lembre-se: 100% + 3,5% = 103,5% ou fator 1,035) Em reais, o rendimento de outubro foi de: 5392,35 – 5175 = 217,35 Devemos, então, resolver o seguinte problema: 217,35 representam x% de 5175,00. Calcule x. x . 5175,00 = 217,35 x = 00,5175 35,217 ==> x = 0,042 ou x = 4,2%. Resposta: O rendimento foi de 4,2% no mês de outubro. Exercícios de Fixação: 1. Uma loja aumenta 20% o preço do metro cúbico da madeira que custa R$ 80,00. Ao entrar em baixa de preço, essa loja passa a oferecer a mesma metragem cúbica com um desconto de 20% para pagamento à vista. Quanto você irá pagar pela madeira se comprá-la à vista? 2. Um chapa retangular de 2,2 m de comprimento por 1,6 m de altura tem 40% de sua área pintada. Destes, 15% são pintados de vermelho. Determine a área do muro pintada de vermelho. 3. Um caminhão de madeira é adquirido por R$ 20 000,00 foi vendido com 20% de lucro sobre o preço de venda. Qual foi o lucro em reais? 4. Um marceneiro recebe 10% de direitos autorais de um móvel que é vendido por R$ 7,50. Para que o marceneiro ganhe R$ 1 173,00 de direitos autorais, quantos móveis ele deverá vender? 5. Um investidor aplicou R$ 20 000,00 em uma poupança, que rendeu 23%, e R$ 50 000,00 em CDB, que rendeu 29%. Após o crédito desses rendimentos, qual a quantia que o investidor vai possuir? 6. Um tanque de combustível contém 240 litros de gasolina com 3% de álcool. Quantos litros de álcool puro devem ser adicionados à mistura para que ela tenha 4% de álcool? Cálculo Aplicado / Curso Aprendizagem Marcenaria ____________________________________________________________ 33 7. Entre 10 de fevereiro e 10 de novembro de um mesmo ano, o preço do quilograma de uma mercadoria num determinado “sacolão” sofreu um aumento de 30%. Se, em 10 de novembro, o preço do quilograma era R$ 0,78, qual era o preço em 10 de fevereiro ? 8. Do preço de venda de um produto, um comerciante paga 20% de imposto. Do restante, 70% correspondem ao custo do produto. Se o custo do produto é de R$ 336,00, qual é o preço de venda desse produto? 9. Os países A e B são tais que a área de A supera a de B em 20% e a população de A é o dobro da de B. O quociente entre a população e a área (densidade demográfica) de B se expressa por b. Determine o mesmo quociente para o país A 10. Um trabalhador foi informado de que teria seu salário reajustado em 1º/03 de acordo com os índices de inflação de janeiro e fevereiro, e mais um aumento real de 20%. Em 1º/03, o seu salário passou a ser de R$ 290,40. Se a inflação de janeiro foi de 10% e a de fevereiro também, podemos dizer que o salário desse trabalhador em 1º de janeiro era de. (R$ 200,00). 11. Em um exame de vestibular, 30% dos candidatos ficaram na 1ª fase. A 2ª fase “peneirou” mais 20% desses candidatos. Assim, qual o percentual de candidatos que foram eliminados? (44%) 12. Num tonel de forma cilíndrica, está depositada uma quantidade de vinho que ocupa a metade de sua capacidade. Retirando-se 40 litros do seu conteúdo, a altura do nível de vinho abaixa 20%. Qual a capacidade total do tonel em litros? (400) 13. Uma pessoa adquire um carro por R$ 6 000,00 e gasta 5% desse valor com despesas de transferência e reparos. Por quanto deverá ser vendido esse carro desejando essa pessoa obter um lucro de 12% sobre o capital empregado? (R$ 7 056,00) 14. Uma loja vende seus artigos nas seguintes condições: à vista, com 30% de desconto sobre o preço da tabela, ou no cartão de crédito, com 10% de acréscimo sobre o preço de tabela. Por quanto sairá no cartão, um artigo que, à vista, sai por R$ 700,00? ( R$ 1 100,00) 15. Suponha que todos os preços venham subindo 30 % ao mês nos últimos meses e continuem assim nos próximos meses. a) Quanto custará, daqui a 60 dias, um objeto que hoje custa R$ 273,00. b) Quanto custava esse mesmo objeto um mês atrás?
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