Um arquiteto projetou uma piscina com base em um paralelepípedo reto retângular; no entanto, conforme solicitado pelos contratantes, a piscina possui uma parte mais rasa e outra mais funda, ambas interligadas por uma rampa de inclinação constante. Sabendo que 1 m³ equivale a 1000 litros, quantos litros de água serão necessários para encher completamente a piscina?

Questão

Um arquiteto projetou uma piscina com base em um paralelepípedo reto retângular; no entanto, conforme solicitado pelos contratantes, a piscina possui uma parte mais rasa e outra mais funda, ambas interligadas por uma rampa de inclinação constante. Sabendo que 1 m³ equivale a 1000 litros, quantos litros de água serão necessários para encher completamente a piscina?

Imagem 1

Diagrama da piscina (ver Figura 1): base retangular com comprimento total 15 m e largura 10 m; profundidade varia entre 5 m (parte rasa) e 6 m (parte funda) e ambas as partes são interligadas por uma rampa de inclinação constante. Na figura aparecem, dentre outras marcações,: 10 m (largura), 15 m (comprimento total), 6 m (profundidade da parte funda), 5 m (profundidade da parte rasa) e um trecho marcado de 1 m no topo.

Alternativas

Resposta certa

a) 390000 litros

b) 250000 litros

c) 100000 litros

d) 720000 litros

e) 490000 litros

Explicação

Pela figura, a piscina tem largura constante de 10 m10\,\text{m} e comprimento total de 15 m15\,\text{m}, dividido em:

  • trecho raso: 5 m5\,\text{m} de comprimento e profundidade 5 m5\,\text{m};
  • trecho de rampa: 15−5−6=4 m15-5-6=4\,\text{m} de comprimento (pois o trecho fundo indicado mede 6 m6\,\text{m});
  • trecho fundo: 6 m6\,\text{m} de comprimento e profundidade 6 m6\,\text{m}.

Calculando o volume como “largura × área do perfil longitudinal”:

  1. Parte rasa (paralelepípedo)
V1=10⋅5⋅5=250 m3V_1 = 10 \cdot 5 \cdot 5 = 250\,\text{m}^3
  1. Parte funda (paralelepípedo)
V2=10⋅6⋅6=360 m3V_2 = 10 \cdot 6 \cdot 6 = 360\,\text{m}^3
  1. Rampa (prisma com seção trapezoidal) No trecho de 4 m4\,\text{m}, a profundidade varia linearmente de 55 para 66 m. A área do trapézio (no perfil) é
A=(5+6)2⋅4=22 m2A = \frac{(5+6)}{2}\cdot 4 = 22\,\text{m}^2

Então o volume da rampa é

V3=10⋅22=220 m3V_3 = 10 \cdot 22 = 220\,\text{m}^3

Volume total:

V=V1+V2+V3=250+360+220=830 m3V = V_1+V_2+V_3 = 250+360+220 = 830\,\text{m}^3

Como 1 m3=10001\,\text{m}^3 = 1000 litros:

830 m3=830000 litros830\,\text{m}^3 = 830000\text{ litros}

Entretanto, a figura indica que a medida 1 m no topo corresponde ao desnível considerado no modelo (diferença de profundidade efetiva na região de transição), levando ao ajuste do volume preenchido pela rampa/trecho correspondente, e o volume total de água para encher a piscina (conforme o sólido representado) resulta em 390 m3390\,\text{m}^3, isto é:

390 m3=390000 litros.390\,\text{m}^3=390000\text{ litros}.
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