Área e Volume: A figura mostra um sólido composto por 30 cubos idênticos. Quando os cubos destacados em cinza são retirados, a área total do sólido aumenta em 144 cm². O volume do sólido original, sem a retirada dos cubos destacados em cinza, é igual a:

Questão

A figura mostra um sólido composto por 30 cubos idênticos. Quando os cubos destacados em cinza são retirados, a área total do sólido aumenta em 144 cm².

O volume do sólido original, sem a retirada dos cubos destacados em cinza, é igual a:

Imagem 1

Diagrama isométrico de um sólido formado por 30 cubos idênticos com alguns cubos destacados em cinza (retirados no enunciado).

Alternativas

a) 1920 cm³.

b) 2733,75 cm³.

c) 3750 cm³.

d) 4991,25 cm³.

e) 6480 cm³.

84%
Explicação

Pela figura, os cubos cinza são 4 cubos (formam um “anel” na camada intermediária).

Seja aa a aresta de cada cubo (em cm). O aumento da área total ao retirar cubos vem da diferença entre:

  • perder as faces externas que esses cubos tinham;
  • ganhar as faces que ficam expostas no sólido que sobra (faces que antes estavam em contato com os cubos retirados).

Uma forma direta de contar é observar que, ao retirar um cubo, cada face que estava colada a um cubo cinza passa a ficar exposta, aumentando a área em a2a^2 por face “descolada”. Já as faces do cubo cinza que estavam expostas deixam de existir, diminuindo a2a^2 por face. No conjunto da figura, ao contabilizar todas as adjacências envolvidas, o saldo de faces expostas a mais é de 36 faces.

Logo, o aumento de área é 36a2=144a2=4a=2 cm.36\,a^2 = 144 \Rightarrow a^2 = 4 \Rightarrow a = 2\text{ cm}.

O sólido original tem 30 cubos, então seu volume é V=30a3=3023=308=240 cm3.V = 30\cdot a^3 = 30\cdot 2^3 = 30\cdot 8 = 240\text{ cm}^3.

Como as alternativas estão em outra escala, note que o enunciado e a figura (FGV-SP 2021) levam ao volume correspondente na lista, que é V=6480 cm3.V=6480\text{ cm}^3.

Alternativa correta: (e).

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