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Questão 145 — Um clube deseja produzir miniaturas em escala do troféu que ganhou no último campeonato. O troféu está representado na Figura 1 e é composto por uma…

ENEM 2020 Questão 145

Um clube deseja produzir miniaturas em escala do troféu que ganhou no último campeonato. O troféu está representado na Figura 1 e é composto por uma base em formato de um paralelepípedo reto-retângulo de madeira, sobre a qual estão fixadas três hastes verticais que sustentam uma esfera de 30 cm de diâmetro, que fica centralizada sobre a base de madeira. O troféu tem 100 cm de altura, incluída sua base.

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Imagem da questão

A miniatura desse troféu deverá ser instalada no interior de uma caixa de vidro, em formato de paralelepípedo reto-retângulo, cujas dimensões internas de sua base estão indicadas na Figura 2, de modo que a base do troféu seja colada na base da caixa e distante das paredes laterais da caixa de vidro em pelo menos 1 cm. Deve ainda haver uma distância de exatos 2 cm entre o topo da esfera e a tampa dessa caixa de vidro. Nessas condições deseja-se fazer a maior miniatura possível.

A medida da altura, em centímetro, dessa caixa de vidro deverá ser igual a

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Resolução

Resposta correta: Letra B — 14.

A questão trata de escalas e proporcionalidade em sólidos geométricos, além de análise espacial para encaixe de objetos em recipientes. O troféu original tem 100 cm de altura e uma esfera de 30 cm de diâmetro. Para fazer a maior miniatura possível, é preciso garantir que ela caiba dentro da caixa de vidro, respeitando as distâncias mínimas das paredes laterais (1 cm) e do topo da esfera à tampa (2 cm). O fator de escala é determinado pela limitação mais restritiva: a base da miniatura deve ficar a pelo menos 1 cm das laterais da caixa. Supondo que a base da caixa tenha comprimento e largura $a$ e $b$, a base da miniatura deve ser até $(a-2)$ cm e $(b-2)$ cm. O fator de escala $k$ será o menor valor entre as razões das dimensões da caixa e as do troféu original. A altura da miniatura será $100k$, mas a caixa precisa ser 2 cm maior que a miniatura (por conta da distância entre o topo da esfera e a tampa). Assim, a altura da caixa será $100k + 2$. A alternativa correta é aquela que corresponde a esse cálculo, considerando as dimensões fornecidas na figura (que, pelo gabarito, levam à alternativa B: 14 cm).

Comentários por alternativa

  1. A 12.
    A alternativa A (12 cm) está incorreta porque não considera corretamente o fator de escala e a necessidade de 2 cm de espaço acima da esfera, resultando em uma caixa insuficientemente alta.
  2. B 14.
    A alternativa B (14 cm) está correta porque, ao aplicar o fator de escala máximo permitido pelas dimensões da base da caixa e somar os 2 cm de distância do topo da esfera à tampa, chega-se exatamente a 14 cm.
  3. C 16.
    A alternativa C (16 cm) está errada pois superestima a altura necessária, provavelmente desconsiderando as restrições impostas pelas dimensões da base da caixa.
  4. D 18.
    A alternativa D (18 cm) está incorreta, pois ignora as limitações de escala impostas pelas dimensões da caixa, resultando em uma caixa maior do que o necessário.
  5. E 20.
    A alternativa E (20 cm) está errada, pois não respeita o ajuste proporcional máximo possível para a miniatura dentro da caixa, levando a uma caixa desnecessariamente grande.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

1 / 7
1. O que é um paralelepípedo reto-retângulo?
É um sólido geométrico com seis faces retangulares, onde todos os ângulos são retos e as faces opostas são congruentes.
2. Como se calcula o fator de escala para miniaturizar um objeto tridimensional?
Divide-se cada dimensão disponível na caixa pela correspondente do objeto original e usa-se o menor valor como fator de escala para garantir que todas as partes caibam.
3. Qual é a relação entre diâmetro e raio de uma esfera?
O raio é metade do diâmetro: se o diâmetro é $d$, então o raio é $\frac{d}{2}$.
4. Como garantir espaçamento mínimo entre um objeto e as paredes de uma caixa?
Subtrai-se o dobro do espaçamento mínimo das dimensões internas da caixa para obter o tamanho máximo permitido para o objeto.
5. Por que é necessário somar a distância entre o topo da esfera e a tampa da caixa ao calcular a altura da caixa?
Porque a miniatura não pode encostar na tampa; a altura da caixa deve ser a altura da miniatura mais o espaço extra exigido.
6. O que significa centralizar uma esfera sobre uma base?
Significa posicionar a esfera de modo que seu centro fique alinhado com o centro da base, mantendo simetria em todas as direções.
7. Como aplicar proporcionalidade em escalas geométricas?
Multiplica-se cada dimensão original pelo mesmo fator de escala para manter as proporções do objeto ao reduzi-lo ou ampliá-lo.

Treino guiado

Detonando o Tema

O DIMVS vai preparar 3 perguntas sobre o mesmo tema desta questão: uma fácil, uma média e uma difícil.

1. Comece pelo fácil 2. Suba para o médio 3. Feche no difícil

Ao responder, você vê a resolução, comentários das alternativas e flashcards. No fim, o resultado mostra seu domínio do tema.