Questão 154 caderno azul do ENEM 2020 PPL – dia 2

Projetado pelo arquiteto Oscar Niemeyer, o Museu de Arte Contemporânea (MAC) tornou-se um dos cartões-postais da cidade de Niterói (Figura 1)

Questão 154 - Enem PPL 2020 - Projetado pelo arquiteto Oscar Niemeyer,o Museu de Arte,Pátio,ENEM

Considere que a forma da cúpula do MAC seja a de um tronco de cone circular reto (Figura 2), cujo diâmetro da base maior mede 50 m e 12 m é a distância entre as duas bases. A administração do museu deseja fazer uma reforma revitalizando o piso de seu pátio e, para isso, precisa estimar a sua área. (Utilize 1,7 como valor aproximado para √3 e 3 para π). 

Questão 154 - Enem PPL 2020 - Projetado pelo arquiteto Oscar Niemeyer,o Museu de Arte,Pátio,ENEM

A medida da área do pátio do museu a ser revitalizada, em metro quadrado, está no intervalo 

A) [100, 200] 

B) [300, 400] 

C) [600, 700] 

D) [900, 1 000] 

E) [1 000, 1 100]

Resolução em texto

📘 Matérias Necessárias para a Solução da Questão:

Geometria Espacial, Trigonometria (tangente), Área do Círculo.

📔 Nível da Questão:

Médio

✅ Gabarito:

D) [900, 1000]

🎯 Tema/Objetivo Geral:

Determinar a área de um piso circular (pátio) usando interpretação geométrica, trigonometria e a fórmula da área do círculo, com aproximações numéricas indicadas.


🔷 Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo

📌 Comando da questão:

“A administração do museu deseja fazer uma reforma revitalizando o piso de seu pátio e, para isso, precisa estimar a sua área. (…) A medida da área do pátio do museu a ser revitalizada, em metro quadrado, está no intervalo…”

📌 Explicação Detalhada:
A questão descreve a estrutura do Museu de Arte Contemporânea (MAC) como um tronco de cone circular. A base menor corresponde ao pátio (círculo que deve ser revitalizado).
Temos o diâmetro da base maior (50 m), a altura (12 m) e o ângulo de abertura (60°).
Precisamos estimar a área do círculo da base menor (pátio).

📌 Palavras-chave:
Área do círculo, pátio, base menor, cone truncado, tangente, ângulo de 60°.

📌 Objetivo:
Encontrar o raio da base menor (usando trigonometria) e aplicar a fórmula da área do círculo:
Área = π × r²

⚠️ Dica Geral: Em figuras cônicas ou truncadas, é comum a necessidade de usar trigonometria básica (seno, cosseno ou tangente) para encontrar medidas ocultas, como raios ou alturas.


🔷 Passo 2: Explicação de Conceitos Necessários

📌 1. Fórmula da área do círculo:
Área = π × r²

📌 2. Relação trigonométrica – Tangente:
No triângulo retângulo formado pela lateral do cone, temos:
tg(60°) = cateto oposto / cateto adjacente = 12 / x

📌 3. Aproximações fornecidas:

  • √3 ≈ 1,7
  • π ≈ 3

📌 4. Relação entre os raios:
A base maior tem raio de 25 m (pois o diâmetro é 50 m).
O pátio está entre os dois triângulos laterais (formando o tronco).
Se cada lateral tem valor x, o raio da base menor será:
r = 25 – x


🔷 Passo 3: Tradução e Interpretação do Texto

📌 A estrutura é de um tronco de cone circular reto
📌 O ângulo lateral é de 60°, e a altura vertical é 12 m
📌 O raio da base maior é 25 m
📌 Precisamos encontrar o raio da base menor usando tangente
📌 A área procurada é a da base menor (pátio) → círculo com raio a ser calculado


🔷 Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio e Cálculos

📌 Usando tangente:

tg(60°) = 12 / x
→ √3 = 12 / x → x = 12 / √3 ≈ 12 / 1,7 = 7,05 m

📌 Se cada lateral ocupa 7,05 m, o raio da base menor será:

r = 25 – 7,05 = 17,95 m

📌 Agora usamos a fórmula da área do círculo:

Área = π × r² = 3 × 17,95 × 17,95

🔢 Calculando:

17,95 × 17,95 ≈ 322,20
Área ≈ 3 × 322,20 = 966,6 m²


🔷 Passo 5: Análise das Alternativas e Resolução

📌 A área calculada foi aproximadamente 966,6 m²

Vamos comparar com os intervalos:

  • A) [100, 200] → ❌ Muito baixo
  • B) [300, 400] → ❌ Muito baixo
  • C) [600, 700] → ❌ Abaixo do necessário
  • D) [900, 1000] → ✅ Corresponde ao resultado
  • E) [1000, 1100] → ❌ Acima do resultado

✅ Alternativa correta: D


🔷 Passo 6: Conclusão e Justificativa Final

📌 Resumo do Raciocínio:
Com o triângulo formado na lateral do cone, aplicamos tangente para descobrir quanto o raio diminui até chegar ao pátio. A partir disso, encontramos o raio da base menor e aplicamos a fórmula da área do círculo para obter a área do piso a ser revitalizado.

📌 Reafirmação da Alternativa Correta:
✅ Alternativa D – Área entre 900 m² e 1000 m²

🔍 Resumo Final:
Questões envolvendo troncos de cone costumam pedir o uso de razões trigonométricas. Identificar corretamente qual triângulo está sendo formado e aplicar fórmulas básicas pode levar à solução com rapidez e precisão.

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