13 exercícios sobre cilindros

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    window.sg_perf && performance.mark('img:visible'); Rafael Asth Professor de Matemática e Física

    Teste seus conhecimentos com 13 exercícios resolvidos sobre cilindros. Se prepare para o ENEM e vestibulares com as questões comentadas e tire suas dúvidas.

    Exercício 1

    Calcule o volume do cilindro e marque a alternativa que mais se aproxima do resultado. Dado: considere π = 3,14.

    a) Volume = 6000 cm³. b) Volume = 5000 cm³. c) Volume = 4000 cm³. d) Volume = 3000 cm³. e) Volume = 2000 cm³.

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    Resposta: b) Volume = 5000 cm³.

    Resolução

    Para determinar o volume do cilindro, multiplicamos a área da base pela altura.

    Da imagem temos o diâmetro = 16 cm e a altura = 25 cm.

    Dados: π = 3,14 Raio da base: r = d/2 = 16/2 = 8 cm Altura: h = 25 cm

    Como a base é uma circunferência, sua área é obtida pela equação:

    A = π.r² A = π . 8² A = 3,14 . 64 A = 200,96 cm²

    O volume do cilindro é dado pela multiplicação entre a área da base e sua altura.

    V = π.r².h V = 200,96 x 25 = 5024 cm³

    Portanto, o volume é de cerca de 5000 cm³. Essa é a melhor aproximação.

    Exercício 2

    No lava jato Limpeza Total, houve um grande movimento hoje, tendo recebido 23 clientes para lavagem completa. No entanto, ao começar a lavar o próximo carro, a água acabou. Só então os funcionários se deram conta que a empresa fornecedora de água emitiu um alerta dizendo que devido a reparos e obras de manutenção, neste dia, não haveria abastecimento.

    O dono do estabelecimento pediu um abastecimento de urgência com um caminhão pipa e a empresa fornecedora de água perguntou a capacidade do reservatório. Como era bem antigo, as indicações de capacidade haviam se apagado, sendo necessário fazer o cálculo a partir de suas medidas.

    O reservatório é um cilindro de 4 m de altura e diâmetro de 1,80 m.

    A empresa fornecedora de água possui cinco opções de entrega em caminhões pipa. Marque a opção que poderá ser solicitada pelo proprietário do lava ato, enchendo o máximo possível seu reservatório.

    Dados: 1 m³ = 1 000 l

    a) 12 000 l. b) 11 000 l. c) 10 000 l. d) 9 000 l. e) 8 000 l.

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    Resposta correta: c) 10 000 l.

    Resolução

    Devemos calcular o volume em metros cúbicos e depois transformar em litros. O volume de um cilindro pode ser calculado pela multiplicação da área da base, pela altura.

    Ideia 1: calcular a área da base.

    Área da base: A = π.r² Sendo o diâmetro igual a 1,80 m, o raio é 0,90 m.

    A = 3,14 * 0,90² A = 3,14 * 0,81 A = 2,5434 cm²

    Ideia 2: calcular o volume do cilindro

    V = área da base * altura V = π.r².h V = 2,5434 x 4 = 10,1736 m³

    Ideia 3: transformar o resultado de m³ para litros.

    Como 1 m³ = 1000 l, basta multiplicar o resultado por 1000.

    V = 10,1736 m³ x 1000 = 10 173,6 l

    Dessa forma, o proprietário do lava jato poderá pedir o caminhão pipa com 10 000 l.

    Exercício 3

    Qual a área lateral de um cilindro reto que possui 502,4 cm³ de volume e diâmetro 8 cm.

    Dado: π = 3,14.

    a) 355,10 cm² b) 251,20 cm² c) 125,51 cm² d) 375,30 cm² e) 91,45 cm²

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    Resposta correta: 251,20 cm²

    Resolução

    Ideia 1: determinar a altura h e o raio r

    Se o diâmetro são 8 cm, logo o raio é igual a 4 cm.

    Da fórmula do volume podemos determinar a altura.

    Ideia 2: fórmula da área lateral

    A área lateral de um cilindro reto de altura h é igual a de um retângulo de comprimento igual ao comprimento da circunferência do cilindro, multiplicado pela altura.

    O comprimento de uma circunferência é obtida pela fórmula: 2.π.r

    A área de um retângulo pode ser obtida pela multiplicação entre os valores da base e da altura.

    Ideia 3: realizar o cálculo da área lateral

    Área lateral do cilindro = 2.π.r.h Área lateral = 2 . 3,14 . 4 . 10 Área lateral = 251,20 cm²

    Portanto, a área lateral do cilindro é 251,20 cm².

    Exercício 4

    Um silo que armazena grãos de soja em uma fazenda, apresentou um problema em sua estrutura e precisa ser reparado com uma solda na parede. O silo é uma torre na forma de um cilindro de 10 m de altura e diâmetro de 6 m. Para realizar o serviço, o gerente decidiu esvaziar o silo, armazenando a produção temporariamente em caçambas de carretas na forma de paralelepípedos, com as medidas iguais a 12 m de comprimento, 2 m largura e 1,5 m de altura. Quantas caçambas são necessárias para armazenar todo o conteúdo?

    Utilize π = 3,14.

    a) 15 caçambas b) 7 caçambas c) 16 caçambas d) 9 caçambas e) 8 caçambas

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    Resposta correta: e) 8 caçambas

    Resolução

    Ideia 1: número de caçambas

    O número de caçambas é o volume do silo, dividido pelo volume de uma carreta.

    Ideia 2: volume do silo

    Como o silo é um cilindro, seu volume é obtido pelo produto entre a área da base e sua altura.

    Área da base

    Sendo r o raio, igual a metade do diâmetro.

    A = π.r² A = 3,14 . 3² A = 28,26 m²

    Volume do silo

    V = A . h V = π.r².h V = 28,26 . 10 V = 282,60 m³

    Ideia 3: volume da caçamba

    O volume da caçamba é o volume do paralelepípedo.

    V = comprimento x largura x altura V = 12 x 2 x 1,5 = 36 m³

    Ideia 4: calculo da quantidade de caçambas

    Quantidade de caçambas = volume do silo / volume da caçamba Quantidade de caçambas = 282,60 / 36 Quantidade de caçambas = 7,85

    Conclusão

    Serão necessárias 8 caçambas para armazenar os grãos.

    Exercício 5

    (Enem 2010). Dona Maria, diarista na casa da família Teixeira, precisa fazer café para servir as vinte pessoas que se encontram numa reunião na sala. Para fazer o café, Dona Maria dispõe de uma leiteira cilíndrica e copinhos plásticos, também cilíndricos.

    Com o objetivo de não desperdiçar café, a diarista deseja colocar a quantidade mínima de água na leiteira para encher os vinte copinhos pela metade. Para que isso ocorra, Dona Maria deverá

    a) encher a leiteira até a metade, pois ela tem um volume 20 vezes maior que o volume do copo. b) encher a leiteira toda de água, pois ela tem um volume 20 vezes maior que o volume do copo. c) encher a leiteira toda de água, pois ela tem um volume 10 vezes maior que o volume do copo. d) encher duas leiteiras de água, pois ela tem um volume 10 vezes maior que o volume do copo. e) encher cinco leiteiras de água, pois ela tem um volume 10 vezes maior que o volume do copo.

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    Resposta correta: a) encher a leiteira até a metade, pois ela tem um volume 20 vezes maior que o volume do copo.

    Resolução

    Ideia 1: volume do copo

    Como é um cilindro, o volume é dado por:

    V = π.r².h V = π.2².4 = 16π cm²

    Ideia 2: volume da leiteira

    V = π.r².H V = π.4².20 V = π. 16 . 20 cm³ ou 16π x 20 cm³

    Aqui percebemos que a leiteira tem 20 vezes o volume de 1 copo.

    Volume da leiteira = volume de 20 copos

    Conclusão:

    Como cada copo será enchido até a metade, a leiteira deverá ser enchida até a metade.

    Exercício 6

    (Enem 2014) Uma empresa que organiza eventos de formatura confecciona canudos de diplomas a partir de folhas de papel quadradas. Para que todos os canudos fiquem idênticos, cada folha é enrolada em torno de um cilindro de madeira de diâmetro d em centímetros, sem folga, dando-se 5 voltas completas em torno de tal cilindro. Ao final, amarra-se um cordão no meio do diploma, bem ajustado, para que não ocorra o desenrolamento, como ilustrado na figura.

    Em seguida, retira-se o cilindro de madeira do meio do papel enrolado, finalizando a confecção do diploma. Considere que a espessura da folha de papel original seja desprezível.

    Qual é a medida, em centímetros, do lado da folha de papel usado na confecção do diploma?

    a) πd b) 2 πd c) 4 πd d) 5 πd e) 10 πd

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    Resposta correta: d) 5 πd

    Resolução

    Como o papel foi enrolado 5 vezes, o comprimento da folha é igual a 5 vezes o comprimento da circunferência do cilindro.

    Comprimento de uma circunferência é dado pela fórmula:

    2 . π. r

    O raio é a metade do diâmetro

    r = d / 2

    Substituindo na fórmula

    Comprimento da folha = 5 . 2 . π . d/2 Comprimento da folha = 5πd

    Exercício 7

    (Enem 2015) O índice pluviométrico é utilizado para mensurar a precipitação da água da chuva, em milímetros, em determinado período de tempo. Seu cálculo é feito de acordo com o nível de água da chuva acumulada em 1 m², ou seja, se o índice for de 10 mm, significa que a altura do nível de água acumulada em um tanque aberto em formato de um cubo com 1 m² de área de base, é de 10 mm. Em uma região, após um forte temporal, verificou-se que a quantidade de chuva acumulada em uma lata de formato cilíndrico, com raio 300 mm e altura 1200 mm, era de um terço da sua capacidade.

    Utilize 3,0 como aproximação para π.

    O índice pluviométrico da região, durante o período do temporal, em milímetros, é de

    a) 10,8. b) 12,0. c) 32,4. d) 108,0. e) 324,0.

    Ver Resposta

    Resposta correta: d) 108,0.

    Ideia 1: volume de líquido na lata

    Usando:

    π = 3,0 r = 300 mm h = 1200 mm

    Ideia 2: despejando esse conteúdo em um cubo

    O cubo deve possuir 1 m³ ou seja,

    volume do cubo = altura x largura x comprimento

    1 m³ = altura x 1 m x 1 m

    Passando para milímetros e igualando ao volume de líquido calculado:

    108 000 000 mm³ = altura x 1000 m x 1000 m altura = 108 mm

    Conclusão:

    Assim, o índice pluviométrico medido foi de 108 mm.

    Exercício 8

    (Enem 2015). Uma fábrica brasileira de exportação de peixes vende para o exterior atum em conserva, em dois tipos de latas cilíndricas: uma de altura igual a 4 cm e raio 6 cm, e outra de altura desconhecida e raio de 3 cm, respectivamente, conforme figura. Sabe-se que a medida do volume da lata que possui raio maior, V1, é 1,6 vezes a medida do volume da lata que possui raio menor, V2.

    A medida da altura desconhecida vale

    a) 8 cm. b) 10 cm. c) 16 cm. d) 20 cm. e) 40 cm.

    Ver Resposta

    Resposta correta: b) 10 cm.

    Resolução

    V1 = 1,6 V2

    Substituindo as fórmulas de volume do cilindro em V1 e V2:

    Como o π aparece dos dois lados multiplicando, pode ser cancelado. Isolando x, temos:

    Portanto, a altura x da lata mais alta é 10 cm.

    Exercício 9

    (Enem 2021) Uma loja de materiais de construção vende dois tipos de caixas-d’água: tipo A e tipo B. Ambas têm formato cilíndrico e possuem o mesmo volume, e a altura da caixa d’água do tipo B é igual a 25% da altura da caixa d’agua do tipo A.

    Se R denota o raio da caixa d’água do tipo A, então o raio da caixa d'água do tipo B é

    a) R/2 b) 2 R c) 4 R d) 5 R e) 16 R

    Ver Resposta

    Resposta correta: b) 2 R

    Resolução

    O enunciado diz que a altura de B é 25% da altura de A. Ou, seja, A é quatro vezes mais alta que B.

    Sendo a, a altura da caixa A e, b, a altura da caixa B:

    a = 4b

    Sendo R o raio da caixa tipo A e, r a medida do raio da caixa B.

    Como os volumes são iguais:

    VA = VB

    Substituindo pelas fórmulas do volume dos cilindros, que é π.r².h, temos:

    Eliminando os termos iguais, que multiplicam dos dois lados da equação:

    Aplicando uma raiz quadrada aos dois lados da equação. (“jogando o expoente 2 de r para o lado esquerdo em forma de raiz quadrada”)

    Isso significa que, o raio da caixa d’água do tipo B tem o dobro do comprimento do raio da caixa d’água A.

    Exercício 10

    (Fuvest). A uma caixa d'água de forma cúbica com 1 metro de lado, está acoplado um cano cilíndrico com 4 cm de diâmetro e 50 m de comprimento. Num certo instante, a caixa está cheia de água e o cano vazio.

    Solta-se a água pelo cano até que fique cheio. Qual o valor aproximado da altura da água na caixa no instante em que o cano ficou cheio?

    a) 90 cm. b) 92 cm. c) 94 cm. d) 96 cm. e) 98 cm.

    Ver Resposta

    Resposta correta: c) 94 cm

    Resolução

    Ideia 1: volume do cano

    Sendo um cilindro, o volume é dado pelo produto entre a área de sua base e sua altura.

    Volume = π.r².h

    Nesse caso, sua altura será o comprimento de 50 m e a área da base igual a uma seção do cano.

    O raio é a metade do diâmetro, e em metros, r = 0,02 m.

    Volume do cano = π.0,02² . 50 = 0,02π

    Ideia 2: volume da caixa

    Sendo um cubo, altura = largura = comprimento

    O enunciado diz que a medida dos lados do cubo é igual a 1 m.

    Volume da caixa = 1 m³

    Altura x largura x comprimento = 1 x 1 x 1 = 1 m³

    Ideia 3: Nova altura

    Como a quantidade de água do cano saiu da caixa, vamos fazer a subtração:

    Novo volume de água na caixa = Volume da caixa - Volume do cano

    Conforme a água sai da caixa, a única dimensão que pode mudar é a altura. A largura e comprimento continuam iguais a 1 m.

    Altura x 1 x 1 = 1 - 0,02π

    Fazendo π = 3

    Altura = 1 - 0,06

    Altura = 0,94

    Conclusão

    A nova altura (nível de água na caixa) é de 0,94 m.

    Obs.: Mesmo considerando π = 3,1415 o resultado mais próximo ainda é a letra c. Veja:

    Altura = 1 - 0,02 x 3,1415

    Altura = 1 - 0,06283

    Altura = 0,93717 (aproximadamente 0,94)

    Exercício 11

    (Cesgranrio) Um recipiente com a forma de um cilindro reto, cujo diâmetro da base mede 40 cm e altura 100/π cm, armazena um certo líquido, que ocupa 40% de sua capacidade. O volume do líquido contido nesse recipiente é, em litros, aproximadamente, igual a:

    a) 16 b) 18 c) 20 d) 30 e) 40

    Ver Resposta

    Resposta correta: a) 16

    Resolução

    Ideia 1: volume do cilindro

    V = π.r².h

    Substituindo os valores

    Ideia 2: volume do líquido

    40 % de 40 000

    Ideia 3: Transformando de cm³ para litros

    Para a água, 1 000 cm³ = 1 litro

    Então, 16 000 cm³ = 16 l

    Conclusão

    Portanto, 40% do volume do cilindro equivale a 16 litros.

    Exercício 12

    (FGV-SP) Um cilindro circular reto de altura igual ao diâmetro da base está inscrito em um cone circular reto. O cone tem diâmetro 10, altura 12 e seu eixo de revolução coincide com o do cilindro.

    O diâmetro da base do cilindro é igual a

    a) 16/3 b) 60/11 c) 6. d) 25/4. e) 7.

    Ver Resposta

    Resposta correta: b) 60 / 11

    Resolução

    Ideia 1: ilustrando e identificando triângulos semelhantes

    Fazendo uma seção meridional, ou, observando uma vista lateral:

    Tomando uma metade da figura, temos:

    O triângulo maior formado pela metade cone, é semelhante ao menor verde pois, seus ângulos são iguais. (caso A,A,A).

    Ideia 2: usando proporções

    Do lado esquerdo dividimos a altura do cone pela metade de sua base, no caso, 5.

    Do lado direito dividimos a altura do triângulo verde, que é D, pela sua base, que é 5, menos a metade do diâmetro do cilindro, que é D/2.

    Ajustanto do lado direito, temos:

    Podemos agora multiplicar cruzado

    5 . 2D = 12 . (20 - D) 10D = 120 - 12D 22D = 120 D = 120 / 22

    D = 60 / 11

    Conclusão

    Dessa forma, o diâmetro da base do cilindro é igual a 60/11.

    Exercício 13

    (PUC-PR). Um medicamento que dilata os vasos e artérias do corpo humano é ministrado e aumenta o diâmetro em 20% de determinada artéria.

    Considerando que a artéria se assemelha a um cilindro circular reto, o fluxo sanguíneo nessa artéria aumenta em

    a) 10% b) 20% c) 21% d) 40% e) 44%

    Ver Resposta

    Resposta correta: e) 44%

    Resolução

    Fluxo é a quantidade de massa que passa por uma área. Neste caso a quantidade de sangue que passa pela seção da artéria.

    Ideia 1: A área da seção da artéria antes do medicamento

    Como o raio é a metade do diâmetro, podemos escrever:

    Ideia 2: A área depois do medicamento

    Para aumentar em 20%, multiplicamos D por 1,2.

    Ideia 3: comparando as áreas de antes e depois

    Para isso vamos dividir a área 2 pela 1

    Eliminando os termos semelhantes

    Conclusão

    Desso modo, D2 foi multiplicado por 1,44, ou seja, um aumento de 44%.

    Aprenda mais sobre cilindros.

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