Questão 20 - 1ª Fase - IME 2025

Poliedro Resolve - Resolução IME 1ª Fase 2025

Poliedro Resolve Resolução - IME 2ª Fase Dia 1 - 2025

Poliedro Resolve Resolução - IME 2ª Fase Dia 2 - 2025

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Gabarito

1ª Fase
1. 1C
2. 2E
3. 3B
4. 4C
5. 5D
6. 6E
7. 7D
8. 8D
9. 9A
10. 10B
11. 11C
12. 12B
13. 13A
14. 14D
15. 15E
16. 16A
17. 17C
18. 18D
19. 19B
20. 20A
21. 21A
22. 22E
23. 23B
24. 24E
25. 25D
26. 26D
27. 27A
28. 28C
29. 29D
30. 30C
31. 31D
32. 32C
33. 33A
34. 34C
35. 35D
36. 36D
37. 37E
38. 38B
39. 39B
40. 40E

Questão ativa
Já visualizadas
Não visualizadas
Resolução pendente
ANL
Questão anulada
S/A
Sem alternativas

Questão 20

Objetiva

Para simular o protótipo de um navio, um engenheiro constrói um prisma reto, com seção reta no formato de um triângulo equilátero, a partir de quatro chapas metálicas (duas triangulares de lado L, duas retangulares 6L × L) e uma chapa retangular superior de massa desprezível e dimensões 6L x L. A estrutura encontra-se bem vedada e contém ar em seu interior. Uma carga cúbica de aresta 0,5L é fixada simetricamente sobre o prisma e em conformidade com as figuras. Em seguida, a estrutura (prisma + carga) é colocada numa piscina, afundando h.

Dados:

massa específica superficial das chapas metálicas: $8 kg / m^{2}$ ;
massa específica volumétrica da carga cúbica: $240 kg / m^{3}$ ;
massa específica da água: $100 kg / m^{3}$ ;
L = 20 cm;
$\sqrt{3} ≃ 1, 7$ ;
$\frac{6}{5 \sqrt{3}} = \frac{2 \sqrt{3}}{5} ≃ 0, 68$ .

Supondo que a estrutura flutue de forma equilibrada, o valor de h, em centímetros, pode ser arredondado para:

Alternativas

A
8
B
10
C
12
D
14
E
16

Gabarito:
A

Cálculo do peso total:

$P_{total} = P_{chapas} + P_{carga} P_{total} = δ_{chapas} \cdot A_{chapas} \cdot g + ρ_{carga} \cdot V_{carga} \cdot g P_{total} = 8 \cdot (2 \cdot \frac{L^{2} \sqrt{3}}{4} + 2 \cdot 6 L^{2}) \cdot 10 + 240 \cdot {(0, 5 L)}^{3} \cdot 10 P_{total} = (40 \sqrt{3} + 960) L^{2} + 300 L^{3} P_{total} = (40 \cdot 1, 7 + 960) \cdot 0, 2^{2} + 300 \cdot 0, 2^{3} P_{total} = 43, 52 N$

A seção submersa é semelhante à seção do prisma reto.

${(\frac{h}{\frac{L \sqrt{3}}{2}})}^{3} = \frac{A_{sub}}{A_{prima}} \Rightarrow A_{sub} = (\frac{4 h^{2}}{3 L^{2}}) (\frac{L^{2} \sqrt{3}}{4}) \Rightarrow A_{sub} = \frac{h^{2} \sqrt{3}}{3}$

Portanto:

$V_{sub} = \frac{h^{2} \sqrt{3}}{3} \cdot 6 L \Rightarrow V_{sub} = 0, 4 h^{2} \sqrt{3}$

Do equilíbrio do navio:

$P_{total} = E P_{total} = ρ_{água} \cdot V_{sub} \cdot g 43, 52 = 1000 \cdot (0, 4 h^{2} \sqrt{3}) \cdot 10 h^{2} = \frac{108, 8}{\sqrt{3}} \cdot 10^{- 4} \approx \frac{108, 8}{1, 7} \cdot 10^{- 4} h^{2} = 64 \cdot 10^{- 4} h = 8 \cdot 10^{- 2} h = 8 cm$

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