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Exercícios sobre tronco de cone (com gabarito explicado)

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

Pratique sobre tronco de cone com os exercícios resolvidos passo a passo que preparamos para você.

Questão 1

Uma empresa de embalagens está desenvolvendo um recipiente para armazenar café em grãos. O design escolhido tem formato de tronco de cone invertido, com a base menor na parte inferior. A base menor possui raio de 6 cm, a base maior possui raio de 10 cm, e a altura do recipiente é de 15 cm.

Para calcular o custo de produção, a empresa precisa determinar o volume interno do recipiente.

O volume do recipiente, em cm³, é aproximadamente

Utilize π = 3,14

A) 1256 cm³

B) 1570 cm³

C) 2093 cm³

D) 3077 cm³

E) 4710 cm³

Gabarito explicado

Dados:

  • h = 15 cm
  • R = 10 cm (base maior)
  • r = 6 cm (base menor)
  • π = 3,14

Aplicando a fórmula do volume do tronco de cone:

V espaço igual a numerador pi h sobre denominador 3 fim da fração parêntese esquerdo R ² espaço mais espaço R sinal de multiplicação r espaço mais espaço r ² parêntese direito espaço espaçoV espaço igual a espaço numerador 3 vírgula 14 espaço. espaço 15 sobre denominador 3 fim da fração parêntese esquerdo 10 ² espaço mais espaço 10 sinal de multiplicação 6 espaço mais espaço 6 ² parêntese direito espaço espaçoV espaço igual a espaço parêntese esquerdo 3 vírgula 14 espaço. espaço 5 parêntese direito. parêntese esquerdo 100 espaço mais espaço 60 espaço mais espaço 36 parêntese direito espaço espaçoV espaço igual a espaço 15 vírgula 7 espaço. espaço 196 espaço espaçoV espaço igual a espaço 3.077 vírgula 2 espaço c m ³

Aproximadamente, 3077 cm³.

Ainda com dúvidas? Pergunta ao Ajudante IA do Toda Matéria

Questão 2

Um reservatório de água de uma comunidade rural tem formato de tronco de cone com a base maior voltada para cima. A base superior tem diâmetro de 8 metros, a base inferior tem diâmetro de 4 metros e a profundidade é de 6 metros. A comunidade precisa instalar uma bomba dʼágua para encher o reservatório completamente vazio em, no máximo, 8 horas de funcionamento contínuo.

Considere π = 3

Por uma questão de economia, a comunidade irá escolher a bomba com a menor vazão que seja suficiente para abastecer o reservatório no prazo.

A comunidade dispõe das seguintes opções de bombas disponíveis no mercado:

I. 14.000 L/h; R$ 2.800,00

II. 18.000 L/h; R$ 3.200,00

III. 21.000 L/h; R$ 3.600,00

IV. 24.000 L/h; R$ 4.100,00

V. 28.000 L/h; R$ 4.800,00

A bomba escolhida para atender à necessidade da comunidade com o menor custo possível é a

I.

II.

III.

IV.

V.

Gabarito explicado

Passo 1: Calcular o volume do reservatório.

Convertendo diâmetros em raios:

  • Diâmetro da base maior = 8 m → R = 4 m
  • Diâmetro da base inferior = 4 m → r = 2 m

h = 6 m

π = 3

Aplicando a fórmula do volume do tronco de cone:

V igual a numerador pi h sobre denominador 3 fim da fração. espaço parêntese esquerdo R ² espaço mais espaço R sinal de multiplicação r espaço mais espaço r ² parêntese direitoV espaço igual a numerador 3.6 sobre denominador 3 fim da fração. espaço parêntese esquerdo 4 ² espaço mais espaço 4 sinal de multiplicação 2 espaço mais espaço 2 ² parêntese direitoV espaço igual a 6. parêntese esquerdo 16 espaço mais espaço 8 espaço mais espaço 4 parêntese direitoV espaço igual a 6. parêntese esquerdo 28 parêntese direitoV igual a 168 espaço c m ³

Passo 2: Converter para litros.

168 m³ = 168000 litros

Passo 3: Calcular a vazão mínima necessária.

Vazão = Volume total / Tempo máximo

Vazão = 168000 L / 8 h

Vazão = 21.000 L/h

Logo, a bomba que satisfaz a necessidade de encher o reservatório em 8h com o menor custo possível é a III.

Questão 3

Um fabricante de copos descartáveis de plástico produz copos no formato de tronco de cone, com altura de 8 cm, diâmetro da boca de 6 cm e diâmetro da base de 4 cm.
Para calcular a quantidade de plástico necessária para produzir um copo (desconsiderando a espessura do material), é preciso determinar a área total do copo.

A área total aproximada do copo, em cm², é de

a) 132π

b) 102π

c) 94π

d) 88π

e) 44π

Gabarito explicado

Dados:

  • R = 3 cm (raio da boca)
  • r = 2 cm (raio da base)
  • h = 8 cm (altura do copo)

A área que calcularemos corresponde à soma da área da base e da superfície lateral.

A área da boca não é contabilizada, visto ser um copo.

Passo 1: área da base.

A base é um círculo de raio 2 cm.

reto A com base subscrito igual a reto pi. reto r ao quadradoreto A com base subscrito igual a reto pi.2 ao quadradoreto A com base subscrito igual a 4 reto pi espaço cm ²

Passo 2: área lateral.

Para o cálculo da área lateral, utilizamos a fórmula:

A com l a t e r a l subscrito fim do subscrito igual a pi g parêntese esquerdo R mais r parêntese direito

Como já temos o raio, precisamos de determinar g (geratriz).

A fórmula da geratriz é:
g igual a raiz quadrada de parêntese esquerdo R menos r parêntese direito ao quadrado mais h ao quadrado fim da raizg igual a raiz quadrada de parêntese esquerdo 3 menos 2 parêntese direito ao quadrado mais 8 ao quadrado fim da raizg igual a raiz quadrada de 1 mais 64 fim da raizg igual a raiz quadrada de 65g aproximadamente igual 8 vírgula 06

Substituindo g na equação anterior:

A com l a t e r a l subscrito fim do subscrito igual a pi g parêntese esquerdo R mais r parêntese direitoA com l a t e r a l subscrito fim do subscrito igual a pi.8 vírgula 06 parêntese esquerdo 3 mais 2 parêntese direitoA com l a t e r a l subscrito fim do subscrito igual a pi.8 vírgula 06 parêntese esquerdo 5 parêntese direitoA com l a t e r a l subscrito fim do subscrito igual a 40 vírgula 3 pi espaço c m ²

Passo 3: Somar ambas as áreas calculadas.

reto A com copo subscrito igual a reto A com base subscrito mais reto A com lateral subscritoreto A com copo subscrito igual a 4 reto pi mais 40 vírgula 3 reto pireto A com copo subscrito aproximadamente igual 44 reto pi espaço cm ²

Questão 4

Uma fábrica de sorvetes produz casquinhas cônicas para seus produtos. Durante o processo de fabricação, as casquinhas são moldadas em formato de cone perfeito com 18 cm de altura e diâmetro da base de 12 cm. Para criar uma borda reforçada, a parte superior de cada casquinha é cortada horizontalmente a 3 cm da base, removendo um pequeno tronco de cone que será descartado.

A quantidade de sorvete necessária para preencher cada casquinha, em cm³, é de

A) 125π cm³

B) 216π cm³

C) 288π cm³

D) 339π cm³

E) 375π cm³

Gabarito explicado

Dados do problema:

  • Cone original: altura = 18 cm, diâmetro da base = 12 cm → raio = 6 cm
  • Corte: a 3 cm da base (ou seja, a 15 cm do vértice)

Objetivo: calcular o volume da casquinha que sobra (cone menor)

Resolução:

Passo 1: Entender o corte

Se o corte é feito a 3 cm da base, significa que removemos um tronco de cone do topo. O que sobra é um cone menor com:

Altura = 18 - 3 = 15 cm (do vértice até o corte)

Passo 2: Encontrar o raio no ponto de corte usando semelhança de triângulos.

Como os cones são semelhantes, temos:

reto r sobre reto h igual a reto R sobre reto H   reto r igual a reto R sobre reto H   reto hreto r igual a 6 sobre 18 vezes 15reto r igual a 1 terço vezes 15reto r igual a 5 espaço texto cm fim do texto

Passo 3: Calcular o volume do cone que sobra

O volume do cone menor (que fica para o sorvete) é:

V igual a 1 terço pi r ao quadrado hreto V igual a 1 terço reto pi parêntese esquerdo 5 parêntese direito ao quadrado parêntese esquerdo 15 parêntese direitoreto V igual a 1 terço reto pi vezes 25 vezes 15reto V igual a 375 sobre 3 reto pireto V igual a 125 reto pi espaço texto cm fim do texto ao cubo

Questão 5

Em uma fábrica de doces, um setor utiliza um grande recipiente cônico para armazenar a calda de chocolate. Devido à necessidade de padronização na produção e para otimizar o uso do espaço, foi decidido construir um novo reservatório que terá o formato de um tronco de cone (obtido pela secção do cone original por um plano paralelo à base). Após o corte, a base na forma de círculo será fechado com uma chapa circular de inox.

O cone original de armazenamento possui um diâmetro da base de 40 cm e uma altura total de 60 cm. A secção para formar o novo reservatório foi feita de forma que o cone menor (secionado e descartado) possui um diâmetro da base de 20 cm.

Use reto pi igual a 3.

O volume do reservatório (tronco de cone), em cm³, é de

A) 3000 cm³.

B) 18000 cm³.

C) 21000 cm³.

d) 24000 cm³.

e) 28000 cm³.

Gabarito explicado

Objetivo: determinar o volume do tronco de cone.

O volume do tronco de cone é a subtração do volume do cone maior pelo menor.

Passo 1: fazer um esboço da situação.

cone e tronco

Passo 2: volume do cone maior.

Aplicando na fórmula do volume do cone:

reto V igual a numerador reto pi reto r ao quadrado espaço. espaço h sobre denominador 3 fim da fraçãoreto V igual a numerador 3.20 ao quadrado. espaço 60 sobre denominador 3 fim da fraçãoreto V igual a 24000 espaço cm ao cubo

Passo 3: volume do cone menor.

Como o cálculo do volume do cone dependo da altura do cone, devemos primeiro determiná-la.

Como os triângulos são semelhantes, fazemos a proporção:

60 sobre reto h igual a 40 sobre 2040 reto h igual a 60.20reto h igual a numerador 60.20 sobre denominador 40 fim da fraçãoreto h igual a 30 espaço cm

Agora, podemos aplicar na fórmula para o cálculo do volume do cone menor:

reto V igual a numerador reto pi. reto r ao quadrado. reto h sobre denominador 3 fim da fraçãoreto V igual a numerador 3.10 ao quadrado.30 sobre denominador 3 fim da fraçãoreto V igual a 100 espaço. espaço 30reto V igual a 3000 espaço cm ³

Passo 4: determinar o volume do tronco de cone.

O volume do tronco será determinado pela subtração dos volumes dos cones.

reto V com tronco subscrito igual a reto V com cone espaço maior subscrito fim do subscrito menos reto V com cone espaço menor subscrito fim do subscritoreto V com tronco subscrito igual a 24000 espaço menos espaço 3000reto V com tronco subscrito igual a 21000 espaço cm ao cubo

Questão 6

Uma fábrica de embalagens descartáveis está desenvolvendo um novo modelo de copo de papel. O setor de design precisa criar a planificação do copo que, quando montado, terá formato de tronco de cone com uma abertura maior (boca do copo) e uma base menor (fundo do copo). Para enviar o molde de corte para a máquina de produção, o designer precisa identificar qual das planificações apresentadas corresponde a um tronco de cone.

A seguir, são apresentadas cinco planificações de diferentes sólidos geométricos.

Qual alternativa representa corretamente a planificação de um tronco de cone?

A) Planificação cilindro

B) Planificação de um cone

C) Planificação do cone

D) Planificação 2

E) Planificação

Gabarito explicado

A opção que apresente a planificação de um copo no formato de um tronco de cone é a c.

O círculo representa a base ou, fundo do copo. O setor de coroa circular a lateral do cone.

Como a questão solicita a planificação de um copo, não há um segundo círculo.

Para a planificação completa de um tronco de cone, haveria um segundo círculo.

Questão 7

Uma cafeteria utiliza um bule de café e xícaras, ambos com formato de tronco de cone. O bule possui diâmetro superior de 12 cm, diâmetro inferior de 16 cm e altura de 20 cm. Cada xícara tem diâmetro superior de 8 cm, diâmetro inferior de 6 cm e altura de 10 cm. O gerente precisa saber quantas xícaras completas podem ser servidas com um bule cheio de café, desconsiderando perdas no processo.

Considere π = 3

O número de xícaras completas que podem ser servidas com o conteúdo de um bule cheio é de

A) 4 xícaras

B) 5 xícaras

C) 6 xícaras

D) 8 xícaras

E) 10 xícaras

Gabarito explicado

Passo 1: Calcular o volume do bule.

Dados do bule:

  • Diâmetro superior: 12 cm → r = 6 cm
  • Diâmetro inferior: 16 cm → R = 8 cm
  • Altura: h = 20 cm
  • π = 3

reto V com bule subscrito igual a numerador reto pi reto h sobre denominador 3 fim da fração. espaço parêntese esquerdo reto R ² mais reto R sinal de multiplicação reto r mais reto r ² parêntese direitoreto V com bule subscrito igual a numerador 3.20 sobre denominador 3 fim da fração. espaço parêntese esquerdo 8 ² mais 8.6 mais 6 ² parêntese direitoreto V com bule subscrito igual a 20. espaço parêntese esquerdo 64 espaço mais espaço 48 espaço mais espaço 36 parêntese direitoreto V com bule subscrito igual a 20 espaço. espaço 148reto V com bule subscrito igual a 2960 espaço cm ao cubo

Passo 2: Calcular o volume de uma xícara.

Dados da xícara:

  • Diâmetro superior: 8 cm → R = 4 cm
  • Diâmetro inferior: 6 cm → r = 3 cm
  • Altura: h = 10 cm
  • π = 3

reto V com x í c a r a subscrito fim do subscrito igual a numerador reto pi reto h sobre denominador 3 fim da fração. espaço parêntese esquerdo reto R ² mais reto R sinal de multiplicação reto r mais reto r ² parêntese direitoreto V com x í c a r a subscrito fim do subscrito igual a numerador 3.10 sobre denominador 3 fim da fração. espaço parêntese esquerdo 4 ² mais 4.3 mais 3 ² parêntese direitoreto V com x í c a r a subscrito fim do subscrito igual a 10. espaço parêntese esquerdo 16 espaço mais espaço 12 espaço mais espaço 9 parêntese direitoreto V com x í c a r a subscrito fim do subscrito igual a 10 espaço. espaço 37reto V com x í c a r a subscrito fim do subscrito igual a 370 espaço cm ao cubo

Passo 3: Calcular quantas xícaras podem ser servidas.

Número espaço de espaço xícaras igual a reto V com bule subscrito sobre reto V com xícara subscritoNúmero espaço de espaço xícaras igual a 2960 sobre 370Número espaço de espaço xícaras igual a 8

Portanto, podem ser servidas 8 xícaras completas.

Resposta correta: D) 8 xícaras

Pratique mais com exercícios de cone (com respostas explicadas).

Veja também:

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.