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Em uma fábrica, há dois tanques, um no formato de um cilindro circular reto, com raio de base medindo R e altura medindo 2y, e outro no formato de um cone circular reto, com raio de base medindo 2R e altura medindo y, como indicado na
A imagem mostra dois tanques: um cilindro circular reto com raio de base R e altura 2y, e um cone circular reto com raio de base 2R e altura y. O cilindro está à esquerda e o cone à direita.
. Considere que esses dois tanques estejam inicialmente vazios e despreze a espessura de suas superfícies. Sabe-se que uma torneira, de vazão constante, levou 2 h 24 min para encher completamente o tanque cilíndrico. O tempo necessário e suficiente para que essa mesma torneira, com a mesma vazão, encha completamente o tanque cônico é de
(A) 1 h 54 min
(B) 2 h 24 min
(C) 1 h 36 min
(D) 3 h 36 min
(E) 1 h 24 min
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Matematicamente

ano passado

Respostas

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ano passado

Para resolver essa questão, precisamos calcular os volumes dos dois tanques e, a partir disso, determinar o tempo necessário para encher o tanque cônico. 1. Volume do cilindro: O volume \( V_c \) de um cilindro é dado pela fórmula: \[ V_c = \pi R^2 h \] Onde \( h \) é a altura. No caso, a altura do cilindro é \( 2y \): \[ V_c = \pi R^2 (2y) = 2\pi R^2 y \] 2. Volume do cone: O volume \( V_{cone} \) de um cone é dado pela fórmula: \[ V_{cone} = \frac{1}{3} \pi r^2 h \] Onde \( r \) é o raio da base e \( h \) é a altura. Para o cone, temos raio \( 2R \) e altura \( y \): \[ V_{cone} = \frac{1}{3} \pi (2R)^2 (y) = \frac{1}{3} \pi (4R^2) (y) = \frac{4}{3} \pi R^2 y \] 3. Relação entre os volumes: Agora, vamos comparar os volumes: - Volume do cilindro: \( 2\pi R^2 y \) - Volume do cone: \( \frac{4}{3} \pi R^2 y \) 4. Proporção dos volumes: \[ \frac{V_{cone}}{V_c} = \frac{\frac{4}{3} \pi R^2 y}{2\pi R^2 y} = \frac{4/3}{2} = \frac{4}{6} = \frac{2}{3} \] Isso significa que o volume do cone é \( \frac{2}{3} \) do volume do cilindro. 5. Tempo para encher o cone: Se a torneira levou 2 h 24 min (ou 144 minutos) para encher o cilindro, o tempo \( T_{cone} \) para encher o cone será: \[ T_{cone} = \frac{2}{3} \times 144 \text{ min} = 96 \text{ min} = 1 \text{ h } 36 \text{ min} \] Portanto, a resposta correta é: (C) 1 h 36 min.

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a) 3
b) 9
c) 10
d) 12
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