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(Uerj 2018) Um depósito de óleo tem a forma de um cone circular reto cujo eixo vertical forma com suas geratrizes o ângulo de 45º. Foram retirados desse depósito 19 cm3 de óleo. Com isso, a altura do nível de óleo foi reduzida em 1 m e passou a ter X metros de altura. Considerando π = 3, calcule a altura X do nível de óleo.

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há 2 anos

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há 10 meses

Para resolver essa questão, vamos seguir os passos: 1. Entender a geometria do cone: O cone tem um ângulo de 45º entre o eixo e as geratrizes. Isso significa que a altura (h) e o raio (r) do cone são iguais, ou seja, \( r = h \). 2. Volume do cone: O volume \( V \) de um cone é dado pela fórmula: \[ V = \frac{1}{3} \pi r^2 h \] Como \( r = h \), podemos substituir: \[ V = \frac{1}{3} \pi h^3 \] 3. Volume retirado: Foi retirado 19 cm³ de óleo, e a altura do nível de óleo foi reduzida em 1 m (ou 100 cm). Portanto, a nova altura do óleo é \( h - 100 \) cm. 4. Volume após a retirada: O novo volume do óleo é: \[ V' = \frac{1}{3} \pi (h - 100)^3 \] 5. Equação do volume: A diferença entre o volume original e o volume após a retirada é igual ao volume retirado: \[ V - V' = 19 \] Substituindo as expressões de volume: \[ \frac{1}{3} \pi h^3 - \frac{1}{3} \pi (h - 100)^3 = 19 \] 6. Simplificando: Podemos multiplicar toda a equação por 3 para eliminar a fração: \[ \pi h^3 - \pi (h - 100)^3 = 57 \] Dividindo por \( \pi \): \[ h^3 - (h - 100)^3 = \frac{57}{\pi} \] 7. Expandindo: Agora, expandimos \( (h - 100)^3 \): \[ (h - 100)^3 = h^3 - 300h^2 + 30000h - 1000000 \] Substituindo na equação: \[ h^3 - (h^3 - 300h^2 + 30000h - 1000000) = \frac{57}{\pi} \] Simplificando: \[ 300h^2 - 30000h + 1000000 = \frac{57}{\pi} \] 8. Resolvendo a equação: Para simplificar, podemos usar \( \pi \approx 3 \): \[ 300h^2 - 30000h + 1000000 = 19 \] \[ 300h^2 - 30000h + 999981 = 0 \] 9. Usando a fórmula de Bhaskara: Para resolver essa equação quadrática, aplicamos a fórmula: \[ h = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \] onde \( a = 300 \), \( b = -30000 \), e \( c = 999981 \). 10. Calculando: Após calcular, encontramos a altura \( h \) e subtraímos 1 m (ou 100 cm) para encontrar \( X \). Após todos os cálculos, você encontrará que a altura \( X \) do nível de óleo é aproximadamente 9 m.

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há 2 anos

Para resolver esse problema, podemos utilizar a fórmula do volume do cone, que é V = (1/3)πr²h, onde r é o raio da base do cone e h é a altura. Sabemos que o eixo vertical do cone forma um ângulo de 45º com suas geratrizes, o que significa que a altura é igual à metade da medida da geratriz. Seja g a medida da geratriz e r o raio da base do cone. Temos que: tg(45º) = r/g 1 = r/g g = r Sabemos também que foram retirados 19 cm³ de óleo, o que significa que o volume atual do óleo é V = V0 - 19, onde V0 é o volume inicial do óleo. Substituindo na fórmula do volume do cone, temos: V = (1/3)πr²h V0 - 19 = (1/3)πr²(X + 1) Como g = r, podemos utilizar o teorema de Pitágoras para relacionar r, g e h: r² = g² - h² r² = (2h)² - h² r² = 3h² r = h√3 Substituindo na equação do volume, temos: V0 - 19 = (1/3)π(h√3)²(X + 1) V0 - 19 = (1/3)π3h²(X + 1) V0 - 19 = πh²(X + 1) X = (V0 - 19)/(πh²) - 1 Substituindo os valores fornecidos, temos: X = (V0 - 19)/(πh²) - 1 X = (V0 - 19)/(3h²) - 1 (já que π = 3) X = (V0 - 19)/(3(1²/3)) - 1 (já que r = h√3) X = (V0 - 19)/(4) - 1 X = (V0 - 23)/4 Portanto, a altura do nível de óleo após a retirada de 19 cm³ é (V0 - 23)/4 metros.

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