Cones

Gabarito de Matemática sobre o tema Cones com questões de Vestibulares.


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01. (Fuvest) Deseja-se construir um cone circular reto com 4cm de raio da base e 3cm de altura. Para isso, recorta-se, em cartolina, um setor circular para a superfície lateral e um círculo para a base. A medida do ângulo central do setor circular é:

  1. 144°
  2. 192°
  3. 240°
  4. 288°
  5. 336°

Resposta: D

Resolução:

02. (Cefet-SC) Dado um copo em forma de cilindro e outro de forma cônica de mesma base e altura. Se eu encher completamente o copo cônico com água e derramar toda essa água no copo cilíndrico, quantas vezes terei que fazê-lo para encher completamente esse copo?

  1. Apenas uma vez.
  2. Duas vezes.
  3. Três vezes.
  4. Uma vez e meia.
  5. É impossível saber, pois não se sabe o volume de cada sólido.

Resposta: C

Resolução: Terei que fazê-lo para encher completamente esse copo três vezes.

Primeiramente, vamos relembrar da fórmula do volume do cone e do cilindro.

O volume do cone é igual a um terço do produto da área da base pela altura. Já o volume do cilindro é igual ao produto da área da base pela altura.

De acordo com o enunciado, os copos nos formatos cilíndricos e cônicos possuem a mesma base e a mesma altura.

Vamos considerar que o raio da base é r e a altura é h.

Sendo assim, temos que o volume do cilindro é V' = πr².h e o volume do cone é V'' = πr².h/3.

Observe que podemos dizer que V'' = V'/3 ou, mais precisamente, V' = 3.V'', ou seja, o volume do cilindro é igual a três vezes o volume do cone.

Com isso, podemos concluir que teremos que encher o copo cônico três vezes para encher o cilindro.

03. (UNIFOR-CE) Em um cone reto, a área da base é 9π cm² e a geratriz mede 3√10 cm. O volume desse cone, em centímetros cúbicos, é:

  1. 27π
  2. 36π
  3. 48π
  4. 54π
  5. 81π

Resposta: A

Resolução: No cone reto ou cone de revolução temos uma propriedade que diz que:

04. (Cesgranrio) Um copo de papel, em forma de cone, é formado enrolando-se um semicírculo que tem um raio de 12cm. O volume do copo é de, aproximadamente:

  1. 390 cm²
  2. 350 cm²
  3. 300 cm²
  4. 260 cm²
  5. 230 cm²

Resposta: A

Resolução:

Começa em 4:22

05. (UEMA) O volume de um cone equilátero que tem como área da base Ab = 12π m² é:

  1. 72π m³
  2. 24π m³
  3. 36π m³
  4. 28π m³
  5. 40π m³

Resposta: B

Resolução: Cone equilátero ⇒ Geratriz = 2 * raio !

Como a base do cone é um círculo (⇒ π * r²) e a área da base, neste caso, é 12 * π m², então:

π * r² = 12 * π ("cortam-se" os π's)

r² = 12

r = √12 m ⇒ Este é o raio da base !

Geratriz = 2 * raio

Geratriz = 2 * √12 m ⇒ esta é a geratriz do cone !

Sabemos que o raio (r), a altura (h) e a geratriz (g) formam um triângulo retângulo, onde g ⇒ hipotenusa e r e h ⇒ catetos... logo, por Pitágoras:

g² = r² + h²

Sendo g = 2 * √12 m e r = √12 m ( h = ???... ) ⇒

(2 * √12)² = (√12)² + h²

4 * 12 = 12 + h²

48 = 12 + h²

48 - 12 = h²

h² = 36

h = √36

h = 6 metros (descartamos "-6 metros")...

Por fim, Volume (V) = Ab * h / 3

Sendo ⇒

Ab = π * r² = 12 * π m²;

h = 6 m;

V = ???...

V = 12 * π * 6 / 3

V = 72 * π / 3

V = 24 * π m³

06. (PUC-MG) Um monte de areia tem a forma de um cone circular reto, com volume V= 4πm³. Se o raio da base é igual a dois terços da altura desse cone, pode-se afirmar que a medida da altura do monte de areia, em metros, é:

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5

Resposta: B

Resolução:

07. (UFPI) Se 8π cm² é a área lateral de um cone circular reto cujo raio da base é 2 cm, então a altura desse cone, em cm, é:

  1. √2
  2. √3
  3. √6
  4. 2√2
  5. 2√3

Resposta: E

Resolução: A = π × r × g

8π = π × 2 × g

g = 4 cm

g² = r² + h²

4² - 2²= h²

h² = (4-2)(4+2)

h = √12

h =2√3 cm

08. (Cefet-PR) O raio da base de um cone circular reto mede 3 m e o perímetro de sua seção meridiana mede 16 m. O volume desse cone mede:

  1. 8π m³
  2. 10π m³
  3. 14π m³
  4. 12π m³
  5. 36π m³

Resposta: D

Resolução: a seção meridiana é dado pela formula

2g + 2r = 16

2g + 2*3 = 16

2g + 6 = 16

2g = 10

g = 5

altura do cone

g² = h² + r²

5² = h² + 3²

h² = 25 - 9 = 16

h = 4

Volume pela formula

V = π * r² * h / 3

V = π * 3² * 4 / 3¨

V = 12π m³

09. (MACK-SP) A planificação da superfície lateral de um cone é um semicírculo de raio 10√3. O volume do cone é:

  1. 357π
  2. 573π
  3. 375π
  4. 537π
  5. 735π

Resposta: C

Resolução: Área lateral

Al = π.R²

Al = π.(10√3)²

Al = 300.π

Porém, como é um semicírculo

300.π/2 = 150.π

150.π = π.r.g

r = raio da base

g nesse caso é o raio da planificação superficial lateral do cone, ou seja, 10√3

150.π = π.r.10√3

r = 5√3

Para achar a altura teremos

g² = r² + h²

300 = 75 + h²

225 = h²

h = 15

Logo o volume do cone é

V = π.r².h/3

V = π.(5√3)².15/3

V = 375.π

10. (UFGO) A terra retirada na escavação de uma piscina semicircular de 6 m de raio e 1,25 m de profundidade foi amontoada, na forma de um cone circular reto, sobre uma superfície horizontal plana.

Admita que a geratriz do cone faça um angulo de 60° com a vertical e que a terra retirada tenha volume de 20% maior do que o volume da piscina. Nessas condições, a altura do cone, em metros, é de:

  1. 2,0
  2. 2,8
  3. 3,0
  4. 3,8
  5. 4,0

Resposta: C

Resolução: Nessas condições, a altura do cone, em metros, é igual a 3.

Primeiramente, vamos calcular o volume da piscina.

De acordo com o enunciado, a piscina possui o formato semicircular, ou seja, a base é um semicírculo de raio 6 metros. Além disso, a sua profundidade é igual a 1,25 metros.

O volume será igual ao produto da área da base pela altura.

Portanto, o volume da piscina é igual a:

V = π.6².0,5.1,25

V = 22,5π m³.

Agora, vamos calcular o volume do cone.

Observe a figura abaixo. temos que:

tg(60) = r/h

r = h√3.

O volume do cone é igual a um terço do produto da área da base pela altura, ou seja,

V' = 1/3.π.(h√3)².h

V' = h³π m³.

Do enunciado, temos a informação de que o volume do cone é 20% maior que o volume da piscina. Dito isso, podemos afirmar que:

h³π = 1,2.22,5π

h³ = 27

h = 3 m.

11. (UERJ) A figura a seguir representa a trajetória curva do ponto P sobre a superfície lateral de um cone circular reto cujo raio da base mede 10 cm e a geratriz, 60 cm. O ponto P inicia sua trajetória no ponto A, que pertence à circunferência da base, e dá uma volta completa em torno do cone, até retornar ao ponto A.

Com a planificação da superfície lateral do cone, é possível calcular o menor comprimento da trajetória percorrida por P, que corresponde, em centímetros, a:

  1. 50
  2. 60
  3. 18π
  4. 20π

Resposta: B

Resolução:

12. (ITA) A superfície lateral de um cone circular reto corresponde a um setor circular de 216°, quando planificada. Se a geratriz do cone mede 10 cm, então a medida de sua altura, em cm, é igual a

  1. 5.
  2. 6.
  3. 7.
  4. 8.
  5. 9.

Resposta: D

Resolução:

13. (Mackenzie) Se um cone reto tem altura igual a 12 cm e seu volume é 64π cm³, então sua geratriz, em cm, mede

  1. 20
  2. 10√2
  3. 4√10
  4. 4√2
  5. 25√10

Resposta: C

Resolução: Temos um cone reto que possui altura h=12 cm e volume de 64π e temos que achar o valor da geratriz que é qualquer segmento que tenha uma extremidade no vértice do cone e a outra na curva que envolve a base.

Portanto, temos que ao desenhar o cone, A é o vértice do cone, B é o centro da base do cone e C é a geratriz, formando um triângulo. A distância entre B e C é o raio da base do cone.

Como o volume do cone é dado por:

Como o raio é igual ao segmento BC, e AB corresponde à altura também conhecida, calculamos então AC que é a geratriz do cone (hipotenusa do triângulo):

14. (UFN) Para armazenar a água das chuvas foi construída uma cisterna no formato de um cone circular reto de altura h (metros), com vértice para baixo e com eixo vertical. A capacidade total da cisterna é de 13 500 litros.

Quando o nível está em h/3, qual o volume de água disponível na cisterna?

  1. 500 litros.
  2. 1 500 litros.
  3. 2 250 litros.
  4. 4 500 litros.
  5. 6 750 litros.

Resposta: A

Resolução: 500 litros.

15. (UFAM PSC) Um copo de sorvete é um cone de 10cm de altura e 4cm de diâmetro na base. Um sorveteiro coloca no copo duas bolas de sorvete com formato esférico e que possui diâmetro de 4cm. Se o sorvete derreter dentro do cone, então:

  1. haverá transbordamento de 8cm³ de sorvete.
  2. não haverá transbordamento e ainda sobrará espaço no copo para 8cm³ de sorvete.
  3. não haverá transbordamento, pois os dois sólidos possuem o mesmo volume.
  4. haverá transbordamento de 10cm³ de sorvete.
  5. não haverá transbordamento e ainda sobrará espaço no copo para 10cm³ de sorvete.

Resposta: A

Resolução:

16. (ESA) A geratriz de um cone circular reto de altura 8 cm é 10 cm, então a área da base desse cone é:

  1. 64 π cm²
  2. 9 π cm²
  3. 16 π cm²
  4. 36 π cm²
  5. 25 π cm²

Resposta: D

Resolução:

17. (UNESP) Um cone circular reto, de vértice V e raio da base igual a 6 cm, encontra-se apoiado em uma superfície plana e horizontal sobre uma geratriz. O cone gira sob seu eixo de revolução que passa por V, deslocando-se sobre a superfície plana horizontal, sem escorregar, conforme mostra a figura.

O cone retorna à posição inicial após o círculo da sua base ter efetuado duas voltas completas de giro. Considerando que o volume de um cone é calculado pela fórmula πr²h, o volume do cone da figura, em cm³, é igual a

  1. 72√3π
  2. 48√3π
  3. 36√3π
  4. 18√3π
  5. 12√3π

Resposta: A

Resolução:

18. (UPE) Um cone reto está inscrito num cubo de aresta 8 cm. Se a altura do cone e o diâmetro de sua base têm medidas iguais, qual é a diferença entre as medidas dos seus volumes? Considere π = 3,0

  1. 128 cm³
  2. 256 cm³
  3. 384 cm³
  4. 424 cm³
  5. 512 cm³

Resposta: C

Resolução:

19. (UDESC) A base de um cone reto está inscrita em uma face de um cubo e seu vértice está no centro da face oposta. Se o volume do cone é 2π/3 metros cúbicos, a área do cubo (em metros quadrados) é igual a:

  1. 8
  2. 24
  3. 16
  4. 20
  5. 4

Resposta: B

Resolução:

20. (Mackenzie) Fazendo-se a planificação de um cone de altura 15 cm, observa-se que sua superfície lateral é um setor circular, cujo ângulo central mede 4π/3 radianos.

Então, o volume do cone, em cm3, é

  1. 500π
  2. 900π
  3. 1500π
  4. 2025π
  5. 2700π

Resposta: B

Resolução: Uma vez que temos a altura (h), precisamos do raio (R) para calcular o volume. Antes disso, precisamos determinar a geratriz (g) da figura. Para isso, vamos utilizar a informação do ângulo central. Uma vez que o comprimento circular é 2πR, temos:

4π ÷ 3 = 2πR ÷ g

g = 3R ÷ 2

Agora, vamos utilizar outra relação do cone, que relaciona raio e geratriz:

g² = R² + h²

Substituindo, temos:

(3R ÷ 2)² = R² + 15²

9R² ÷ 4 = R² + 15²

5R² ÷ 4 = 225

R² = 180

Por fim, calculamos o volume do cone:

V = πR²h ÷ 3

V = π × 180 × 15 ÷ 3

V = 900π cm³

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