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Matemática

Colegio Universitario
(UEL 2020) Foram construídas cisternas em uma comunidade localizada no sertão nordestino, em pontos estratégicos, para que os moradores daquela localidade pudessem se abastecer de água, principalmente na época das secas. As cisternas foram construídas com formato de tronco de cone, com as seguintes medidas: o raio da base inferior mede 1m, o raio da base superior mede 2m e a altura mede 1,5 m, como mostra a figura a seguir. Na época de secas, caminhões-pipas abastecem essas cisternas. Esse tipo de caminhão possui um tanque de armazenamento de água em formato cilíndrico, com 2 metros de diâmetro e 8 metros de comprimento. Despreze as espessuras dos materiais dos quais são feitos as cisternas e o tanque do caminhão-pipa e suponha que as cisternas estejam completamente vazias de água e o tanque completamente cheio, considere ainda que não há desperdício algum de água. Quantos tanques de caminhões-pipas completamente cheios de água são necessários para abastecer, no mínimo, 16 cisternas?
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Isabela Russo

há 12 meses

Respostas

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há 4 meses

Para resolver essa questão, precisamos calcular o volume das cisternas e do tanque do caminhão-pipa. 1. Volume da cisterna (tronco de cone): A fórmula do volume \( V \) de um tronco de cone é dada por: \[ V = \frac{1}{3} \pi h (R^2 + r^2 + Rr) \] onde: - \( h \) é a altura, - \( R \) é o raio da base maior, - \( r \) é o raio da base menor. Para a cisterna: - \( h = 1,5 \, m \) - \( R = 2 \, m \) - \( r = 1 \, m \) Substituindo os valores: \[ V = \frac{1}{3} \pi (1,5) (2^2 + 1^2 + 2 \cdot 1) = \frac{1}{3} \pi (1,5) (4 + 1 + 2) = \frac{1}{3} \pi (1,5) (7) = \frac{10,5}{3} \pi \approx 11,0 \, m^3 \] 2. Volume do tanque do caminhão-pipa (cilindro): A fórmula do volume \( V \) de um cilindro é dada por: \[ V = \pi r^2 h \] onde: - \( r \) é o raio da base, - \( h \) é a altura (ou comprimento). Para o tanque: - Diâmetro = 2 m, então \( r = 1 \, m \) - \( h = 8 \, m \) Substituindo os valores: \[ V = \pi (1^2) (8) = 8\pi \approx 25,13 \, m^3 \] 3. Volume total necessário para 16 cisternas: \[ V_{total} = 16 \cdot V_{cisterna} = 16 \cdot \frac{10,5}{3} \pi \approx 16 \cdot 11,0 \approx 176,0 \, m^3 \] 4. Número de tanques necessários: Para encontrar o número de tanques necessários, dividimos o volume total das cisternas pelo volume de um tanque: \[ N = \frac{V_{total}}{V_{tanque}} = \frac{176,0}{25,13} \approx 7,0 \] Como não podemos ter uma fração de um tanque, precisamos arredondar para cima. Portanto, são necessários 8 tanques de caminhões-pipas completamente cheios para abastecer, no mínimo, 16 cisternas.

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há 12 meses

Para abastecer as 16 cisternas, precisamos calcular o volume total de água que elas podem armazenar e comparar com o volume de água que um caminhão-pipa pode transportar. Cada cisterna tem formato de tronco de cone, então o volume de cada uma pode ser calculado pela fórmula do volume do tronco de cone: V = (1/3) * π * h * (r1^2 + r1 * r2 + r2^2) Onde: V = volume do tronco de cone h = altura do tronco de cone (1,5 m) r1 = raio da base inferior (1 m) r2 = raio da base superior (2 m) Calculando o volume de uma cisterna: V = (1/3) * π * 1,5 * (1^2 + 1 * 2 + 2^2) V = (1/3) * π * 1,5 * (1 + 2 + 4) V = (1/3) * π * 1,5 * 7 V = 7,0π m³ Como temos 16 cisternas, o volume total de água necessário para abastecê-las é: V_total = 16 * 7,0π V_total = 112,0π m³ Agora, vamos calcular o volume de água que um caminhão-pipa pode transportar, considerando que seu tanque é cilíndrico: V_tanque = π * (r^2) * h V_tanque = π * (1^2) * 8 V_tanque = 8π m³ Para abastecer as 16 cisternas, precisamos de: N_tanques = V_total / V_tanque N_tanques = 112,0π / 8π N_tanques = 14 Portanto, são necessários no mínimo 14 tanques de caminhões-pipas completamente cheios de água para abastecer as 16 cisternas.

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