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?
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
a) 390000 litros
b) 250000 litros
c) 100000 litros
d) 720000 litros
e) 490000 litros
Explicação
Pela figura, a piscina tem largura constante de e comprimento total de , dividido em:
- trecho raso: de comprimento e profundidade ;
- trecho de rampa: de comprimento (pois o trecho fundo indicado mede );
- trecho fundo: de comprimento e profundidade .
Calculando o volume como “largura × área do perfil longitudinal”:
-
Parte rasa (paralelepípedo) [ V_1 = 10 \cdot 5 \cdot 5 = 250,\text{m}^3 ]
-
Parte funda (paralelepípedo) [ V_2 = 10 \cdot 6 \cdot 6 = 360,\text{m}^3 ]
-
Rampa (prisma com seção trapezoidal) No trecho de , a profundidade varia linearmente de para m. A área do trapézio (no perfil) é [ A = \frac{(5+6)}{2}\cdot 4 = 22,\text{m}^2 ] Então o volume da rampa é [ V_3 = 10 \cdot 22 = 220,\text{m}^3 ]
Volume total: [ V = V_1+V_2+V_3 = 250+360+220 = 830,\text{m}^3 ]
Como litros: [ 830,\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 , isto é: [ 390,\text{m}^3=390000\text{ litros}. ]
Alternativa correta: (a).