Questão 168 caderno branco (6) ENEM 2014 PPL

Uma pessoa comprou um aquário em forma de um paralelepípedo retângulo reto, com 40 cm de comprimento, 15 cm de largura e 20 cm de altura. Chegando em casa, colocou no aquário uma quantidade de água igual à metade de sua capacidade. A seguir, para enfeitá-lo, irá colocar pedrinhas coloridas, de volume igual a 50 cm³ cada, que ficarão totalmente submersas no aquário. 

Após a colocação das pedrinhas, o nível da água deverá ficar a 6 cm do topo do aquário. 

O número de pedrinhas a serem colocadas deve ser igual a 

A) 48. 

B) 72. 

C) 84. 

D) 120. 

E) 168. 

Resolução em Texto

📘 Matérias Necessárias para a Solução da Questão:

  • Matemática – Geometria Espacial (volume), interpretação de problema físico com nível de água.

📔 Nível da Questão:

  • Médio, pois exige interpretação de uma situação real (deslocamento de água por objetos submersos), cálculo de volumes e raciocínio lógico.

✅ Gabarito:

  • Letra A) 48

🎯 Tema/Objetivo Geral:

  • Geometria Espacial — Volume de paralelepípedo, submersão e deslocamento de volume.

🔷 Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo

📌 Comando Essencial:

“O número de pedrinhas a serem colocadas deve ser igual a…”

❓O que está sendo pedido?

Quantas pedrinhas de 50 cm³ cada podem ser colocadas no aquário sem ultrapassar o nível de 6 cm do topo.

🎯 Objetivo Cristalino

Calcular o volume de água que pode ser adicionado, convertê-lo para número de pedrinhas (cada uma com 50 cm³).

💡 Dica Geral

Quando se colocam objetos sólidos submersos, o volume de água deslocado corresponde ao volume do objeto.

💬 Dúvida Comum

“Devo subtrair 6 cm ou somar 6 cm?” — Cuidado! O nível da água deve ficar a 6 cm do topo, então a água pode subir até 14 cm, e como já está em 10 cm, ainda cabem 4 cm de altura de água.

✔ Pergunta de Atenção

Se o aquário está pela metade, quanto de volume ainda pode ser adicionado antes que a água ultrapasse o limite de 6 cm abaixo da borda?


🔷 Passo 2: Explicação de Conceitos Necessários

🧱 Volume do aquário

O aquário é um paralelepípedo retângulo, então:

–> V=comprimento×largura×altura

  • Comprimento = 40 cm
  • Largura = 15 cm
  • Altura = 20 cm

📏 Deslocamento de volume

Cada pedrinha submersa totalmente desloca 50 cm³ de volume no aquário, o que aumenta o nível da água.


🔷 Passo 3: Tradução e Interpretação de Texto

  • Volume total do aquário = 40×15×20=12.000 cm³
  • Colocaram metade → 6.000 cm³ → altura de 10 cm de água
  • Nível da água pode subir até 6 cm abaixo da borda → 20 – 6 = 14 cm
  • Como está em 10 cm, ainda podem ser adicionados 4 cm de altura de água

🔁 Precisamos descobrir quantos cm³ cabem em 4 cm de altura no fundo do aquário, e dividir esse volume por 50 cm³ por pedrinha.


🔷 Passo 4: Desenvolvimento do raciocínio e cálculos

Volume correspondente a 1 cm de altura:

  • V1cm​=40×15×1=600 cm^3

Volume correspondente a 4 cm de altura:

  • V4cm​=600×4=2.400 cm^3

Número de pedrinhas:

  • pedrinhas: 2.400/50 = 48

🔷 Passo 5: Análise das Alternativas

✅ A) 48 ✔ Correta — 48 pedrinhas × 50 cm³ = 2.400 cm³

B) 72 ❌ Passaria do limite

C) 84 ❌ Excederia

D) 120 ❌ Totalmente incompatível

E) 168 ❌ Dobraria o permitido


🔷 Passo 6: Conclusão e Justificativa Final

O aquário comporta mais 4 cm de altura de água acima do nível atual. Isso representa 2.400 cm³.
Como cada pedrinha desloca 50 cm³, a quantidade máxima permitida para manter o nível a 6 cm da borda é:

  • 48 pedrinhas

✅ Alternativa correta: Letra A

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