Exercícios de circunferência e círculo com respostas explicadas

Rafael C. Asth
Rafael C. Asth
Professor de Matemática e Física

Os exercícios sobre circunferência e círculo sempre estão em avaliações e vestibulares. Pratique com esta lista de exercícios e tire suas dúvidas com as resoluções explicadas passo a passo.

Questão 1

Para organizar o fluxo de veículos no trânsito, muitas vezes os engenheiros e projetistas utilizam rotatórias ao invés de semáforos, solução que pode ser mais eficiente em muitos casos. Em uma rotatória, o segmento que liga o meio da pista em dois extremos é de 100 m. Um motorista que completar uma volta percorrerá

Dados: utilize reto pi=3.

a) 100 m.

b) 150 m.

c) 300 m.

d) 200 m.

Gabarito explicado

O segmento que liga o meio da pista em dois extremos é o diâmetro da rotatória.

Para calcular o comprimento da rotatória, utilizamos:

reto C igual a 2. reto pi. reto r

Onde,

C é o comprimento,

r é o raio

Como o diâmetro é igual a duas vezes o raio, temos:

reto D igual a 2 reto rreto r igual a reto D sobre 2reto r igual a 100 sobre 2 igual a 50

Assim, o comprimento será:

reto C igual a 2. reto pi. reto rreto C igual a 2.3.50reto C igual a 300 espaço reto m

Em uma volta completa, o motorista irá percorrer 300 metros.

Questão 2

Disco de freio é uma peça circular de metal que faz parte do sistema de frenagem de um veículo. Ele tem a função de retardar ou parar a rotação das rodas.

Disco de freio

Para fabricar um lote de 500 discos de freio com 20 cm de diâmetro e uma área central vazia para acoplar o cubo de roda, de 12 cm de diâmetro, um fabricante utilizará, em metros quadrados, um total de chapa metálica de cerca de:

Dados: utilize reto pi igual a 3 vírgula 1.

a) 1 m.

b) 10 m.

c) 100 m

d) 1 000

Gabarito explicado

Podemos calcular a área maior e diminuir a central.

A área de um círculo é calculada por:

reto A igual a πr ao quadrado

Área maior

Como o diâmetro é igual a 20 cm, o raio é 10 cm. Em metros, 0,1 m.

reto A igual a reto pi.0 vírgula 1 ao quadradoreto A igual a 0 vírgula 01 reto pi espaço reto m

Área central

reto A igual a reto pi.0 vírgula 06 ao quadradoreto A igual a 0 vírgula 0036 reto pi

Área do disco = área maior - área menor

Área do disco = 0 vírgula 01 reto pi menos 0 vírgula 0036 reto pi igual a 0 vírgula 0064 reto pi

Como são 500 discos:

500 espaço. espaço 0 vírgula 0064 reto pi igual a 3 vírgula 2 reto pi

Substituindo reto pi pelo valor de 3,14 informado no enunciado:

3 vírgula 2 espaço. espaço 3 vírgula 1 igual a espaço 9 vírgula 92 espaço reto m ao quadrado

Questão 3

Um parque de diversões está construindo uma roda gigante com 22 metros de diâmetro. Uma estrutura de aço na forma de circunferência está sendo construída para fixar os assentos. Se cada assento está a 2 m de distância do próximo e considerando reto pi = 3, o número máximo de pessoas que poderão brincar de uma só vez neste brinquedo é

a) 33.

b) 44.

c) 55.

d) 66.

Gabarito explicado

Primeiro devemos calcular o comprimento da circunferência.

reto C igual a 2. reto pi. reto rreto C igual a 2.3.11reto C igual a 66 espaço reto m

Como os assentos estão espaçados por 2 m, temos:

66 / 2 = 33 assentos

Questão 4

Uma bicicleta está equipada com rodas de 26 polegadas, medida do diâmetro. A distância percorrida em metros após dez giros completos das rodas é de

1 polegada = 2,54 cm

a) 6,60 m

b) 19,81 m

c) 33,02 m

d) 78,04 m

Gabarito explicado

Para calcular um giro completo em polegadas, fazemos:

reto C igual a 2. reto pi. reto rreto C igual a 2.3.13reto C igual a 78 espaço

Em centímetros:

C = 78 . 2,54 = 198,12 cm

Em metros:

C = 1,9812 m

Em dez voltas

19,81 m

Questão 5

Um clube está construindo um quiosque circular de 10 m de diâmetro para atender os clientes que chegam de todas as direções. Os dutos e encanamentos já foram instalados, agora uma base com 10 cm de espessura de concreto será construída. Quantos metros cúbicos de concreto serão necessários para preencher esta área?

Considere reto pi igual a 3 vírgula 14.

a) 3,10 m³

b) 4,30 m³

c) 7,85 m³

d) 12,26 m³

Gabarito explicado

Calcular quantos metros cúbicos serão necessários, é calcular o volume da base.

Para o cálculo do volume, determinamos a área e multiplicamos pela altura, no caso 10 cm.

reto A igual a reto pi. reto r ao quadradoreto A igual a reto pi.5 ao quadradoreto A igual a 25 reto pi

Multiplicando pela altura de 10 cm ou 0,1 m:

reto V igual a 2 vírgula 5 reto pi

Substituindo reto pi por 3,14:

reto V aproximadamente igual 7 vírgula 85 espaço reto m ao cubo

Questão 6

O Planeta Terra possui um raio aproximado de 6 378 km. Suponha que um navio esteja em trajetória retilínea se deslocando no Oceano Pacífico entre os pontos B e C.

Tomando a Terra como uma circunferência perfeita, considere que o deslocamento angular do navio foi de 30º. Nestas condições e considerando reto pi = 3, a distância em quilômetros percorrida pelo navio foi de

a) 1 557 km

b) 2 364 km

c) 2 928 km

d) 3 189 km

Gabarito explicado

1 volta completa = 360º

Com um raio de 6 378 km, o comprimento da circunferência é de:

reto C igual a 2 πrreto C igual a 2. reto pi.6 espaço 378reto C igual a 38 espaço 268 espaço km espaço

Fazendo uma regra de três:

numerador 38 espaço 268 sobre denominador 360 sinal de grau fim da fração igual a numerador reto x sobre denominador 30 sinal de grau fim da fração38 espaço 268 espaço. espaço 30 espaço igual a espaço 360. reto x1 espaço 148 espaço 040 espaço igual a espaço 360 espaço reto xnumerador 1 espaço 148 espaço 040 sobre denominador 360 fim da fração igual a reto x3 espaço 189 espaço km igual a espaço reto x

Circunferência com representação de arco com 30º.

Questão 7

(Enem 2016) No projeto de arborização de uma praça está prevista a construção de um canteiro circular. Esse canteiro será constituído de uma área central e de uma faixa circular ao seu redor, conforme ilustra a figura.

Deseja-se que a área central seja igual à área da faixa circular sombreada.

A relação entre os raios do canteiro (R) e da área central (r) deverá ser

a) R = 2r

b) R = r√2

c) reto R igual a numerador reto r ao quadrado espaço mais espaço 2 reto r sobre denominador 2 fim da fração

d) reto R igual a reto r ao quadrado espaço mais espaço 2 reto r

e) reto R igual a 3 sobre 2 reto r

Gabarito explicado

Área central

πr ao quadrado

Área da faixa circular

πR ao quadrado menos πr ao quadrado

Como a área central deve ser igual à área circular sombreada:

πR ao quadrado menos πr ao quadrado espaço igual a espaço πr ao quadradoπR ao quadrado igual a πr ao quadrado mais πr ao quadradoπR ao quadrado igual a 2 πr ao quadradoreto R ao quadrado igual a numerador 2 πr ao quadrado sobre denominador reto pi fim da fraçãoreto R ao quadrado igual a 2 reto r ao quadradoreto R igual a raiz quadrada de 2 reto r ao quadrado fim da raizreto R igual a raiz quadrada de 2 espaço. espaço raiz quadrada de reto r ao quadrado fim da raizreto R igual a reto r raiz quadrada de 2

Questão 8

A figura representa um círculo λ de centro C. Os pontos A e B pertencem à circunferência de λ e o ponto P pertence a . Sabe-se que PC = PA = k e que PB = 5, em unidades de comprimento.

A área de λ, em unidades de área, é igual a

a) π(25 - k²)

b) π(k² + 5k)

c) π(k² + 5)

d) π(5k² + k)

e) π(5k² + 5)

Gabarito explicado

Dados

  • CA = CB = raio
  • PC = PA = k
  • PB = 5

Objetivo: calcular a área circular.

A área circular é πr ao quadrado, onde o raio é o segmento CA ou CB.

Como as respostas estão em função de k, devemos escrever o raio em função de k.

Resolução

Podemos identificar dois triângulos isósceles.

Como PC = PA, o triângulo incremento PAC é isósceles e, os ângulos da base reto A com conjunção lógica sobrescrito e reto C com conjunção lógica sobrescrito, são iguais.

Como CA = CB, o triângulo incremento CBA é isósceles e, os ângulos da base reto A com conjunção lógica sobrescrito e reto B com conjunção lógica sobrescrito, são iguais.

Assim, os dois triângulos são semelhantes devido o caso AA (ângulo-ângulo).

Escrevendo a proporção entre as razões dois lados semelhantes, incremento PAC espaço aproximadamente igual incremento CBA, temos:

CB sobre AB igual a PA sobre ACnumerador reto r sobre denominador reto k mais 5 fim da fração igual a reto k sobre reto rreto r. reto r igual a reto k parêntese esquerdo reto k mais 5 parêntese direitoreto r ao quadrado igual a reto k ao quadrado espaço mais espaço 5 reto k

Como queremos a área circular:

πr ao quadradonegrito pi negrito parêntese esquerdo negrito k à potência de negrito 2 negrito mais negrito 5 negrito k negrito parêntese direito

Questão 9

(UNICAMP-2021) A figura abaixo exibe três círculos tangentes dois a dois e os três tangentes a uma mesma reta. Os raios dos círculos maiores têm comprimento R e o círculo menor tem raio de comprimento r.

A razão R/r é igual a

3.

√10.

4.

2√5.

Gabarito explicado

Ajustando os raios formamos um triângulo retângulo de hipotenusa R+r e catetos R e R - r.

Aplicando o Teorema de Pitágoras:

parêntese esquerdo reto R mais reto r parêntese direito ao quadrado igual a reto R à potência de 2 fim do exponencial mais parêntese esquerdo reto R menos reto r parêntese direito ao quadrado reto R à potência de 2 fim do exponencial mais 2 Rr espaço mais espaço reto r ao quadrado igual a reto R ao quadrado mais reto R ao quadrado menos 2 Rr espaço mais espaço reto r ao quadrado2 Rr mais 2 Rr mais reto r ao quadrado menos reto r ao quadrado igual a 2 reto R ao quadrado menos reto R ao quadrado4 Rr igual a reto R ao quadrado4 igual a reto R ao quadrado sobre Rrnegrito 4 negrito igual a negrito R sobre negrito r

Questão 10 (geometria analítica)

(Enem) Considere que os quarteirões de um bairro tenham sido desenhados no sistema cartesiano, sendo a origem o cruzamento das duas ruas mais movimentadas desse bairro. Nesse desenho, as ruas têm suas larguras desconsideradas e todos os quarteirões são quadrados de mesma área e a medida de seu lado é a unidade do sistema.

A seguir há uma representação dessa situação, em que os pontos A, B, C e D representam estabelecimentos comerciais desse bairro.

Suponha que uma rádio comunitária, de fraco sinal, garante área de cobertura para todo estabelecimento que se encontre num ponto cujas coordenadas satisfaçam à inequação: x² + y² – 2x – 4y - 31 ≤ 0

A fim de avaliar a qualidade do sinal, e proporcionar uma futura melhora, a assistência técnica da rádio realizou uma inspeção para saber quais estabelecimentos estavam dentro da área de cobertura, pois estes conseguem ouvir a rádio enquanto os outros não.

a) A e C.

b) B e C.

c) B e D.

d) A, B e C.

e) B, C e D.

Gabarito explicado

A equação da circunferência é:

reto x ao quadrado mais reto y ao quadrado menos 2 ax menos 2 by mais reto a ao quadrado mais reto b ao quadrado menos reto r ao quadrado igual a 0

A equação do problema é:

reto x ao quadrado mais reto y ao quadrado menos 2 reto x menos 4 reto y menos 31 menor ou igual a 0

O centro de uma circunferência é o ponto C(a, b). Para determinarmos as coordenadas, igualamos os coeficientes dos termos semelhantes.

Para os termos em x:

menos 2 reto a igual a menos 2reto a igual a numerador menos 2 sobre denominador menos 2 fim da fração igual a 1

Para os termos em y:

menos 2 reto b igual a menos 4reto b igual a numerador menos 4 sobre denominador menos 2 fim da fração igual a 2

O centro da circunferência é o ponto C(1, 2)

Para determinar o raio igualamos os termos livres de x e y:

reto a ao quadrado mais reto b ao quadrado menos reto r ao quadrado menor ou igual a menos 311 ao quadrado mais 2 ao quadrado menos reto r ao quadrado menor ou igual a menos 311 mais 4 menos reto r ao quadrado menor ou igual a menos 315 menos reto r ao quadrado menor ou igual a menos 315 mais 31 menor ou igual a reto r ao quadrado36 menor ou igual a reto r ao quadradoraiz quadrada de 36 menor ou igual a reto r6 menor ou igual a reto r

O sinal da rádio irá atender os estabelecimentos na área da circunferência de centro C(1, 2) e raio menor ou igual a 6. Marcando o desenho no plano:

Imagem relacionada a resolução da questão.

Os estabelecimentos A, B e C receberão o sinal da rádio.

Aprenda mais sobre circunferência em

Pratique mais com este Índice de exercícios de matemática do 1º ano do Ensino Médio.

Rafael C. Asth
Rafael C. Asth
Professor de Matemática licenciado, pós-graduado em Ensino da Matemática e da Física e Estatística. Atua como professor desde 2006 e cria conteúdos educacionais online desde 2021.