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Exercícios resolvidos de Geometria Espacial

Compreenda posição espacial, poliedros, planificações, áreas, volumes, troncos e sólidos inscritos. Resolva no papel antes de abrir o gabarito e compare seu raciocínio com a resolução comentada.

DO CONCEITO À APLICAÇÃO

O que observar ao estudar

Objetivo: Calcular um volume e converter corretamente unidades cúbicas para litros.

Antes de começar: Área do círculo, volume do cilindro e conversão de unidades.

Uma situação para resolver

Um reservatório cilíndrico tem raio interno de 1,5 m e altura útil de 2 m. Qual é sua capacidade, usando π\pi ≈3,14?

  1. A área da base é π\pi ·(1,5)2=2,25π(1{,}5)^{2}=2{,}25\pi metros quadrados.
  2. Multiplique pela altura: V=2,25π⋅2=4,5πV=2{,}25\pi \cdot 2=4{,}5\pi metros cúbicos. Com π\pi ≈3,14, V≈14,13 m3m^{3}.
  3. Cada metro cúbico contém 1.000 litros. Portanto, a capacidade aproximada é 14.130 litros.

Conclusão: Aproximadamente 14.130 litros, considerando as medidas internas e a altura útil informadas.

Poliedros e Euler

Questão 1

Fácil

Um prisma triangular possui quantas faces?

  1. 4
  2. 5
  3. 6
  4. 8
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Resposta: 5

São duas bases triangulares e três faces laterais.

Questão 2

Médio

Um poliedro convexo possui 10 vértices e 15 arestas. Quantas faces possui?

  1. 5
  2. 7
  3. 12
  4. 27
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Resposta: 7

V−A+F=2:10−15+F=2V-A+F=2: 10-15+F=2, então F=7F=7.

Questão 3

Fácil

Um poliedro convexo possui 12 vértices e 18 arestas. Quantas faces tem?

  1. 6
  2. 8
  3. 10
  4. 32
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Resposta: 8

Pela relação V−A+F=2:12−18+F=2V-A+F=2: 12-18+F=2, então F=8F=8.

Questão 4

Médio

Uma pirâmide de base octogonal possui quantas arestas?

  1. 9
  2. 10
  3. 16
  4. 24
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Resposta: 16

Há 8 arestas na base e 8 arestas laterais, totalizando 16.

Prismas e paralelepípedos

Questão 1

Fácil

Qual é o volume de um prisma de base 24 cm2cm^{2} e altura 7 cm?

  1. 31 cm3cm^{3}
  2. 84 cm3cm^{3}
  3. 168 cm3cm^{3}
  4. 336 cm3cm^{3}
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Resposta: 168 cm3cm^{3}

V=Abh=24⋅7=168 cm3V=A_bh=24\cdot 7=168\,\mathrm{cm}^{3}.

Questão 2

Fácil

Um prisma tem área da base 35 cm2cm^{2} e altura 9 cm. Qual é seu volume?

  1. 44 cm3cm^{3}
  2. 105 cm3cm^{3}
  3. 315 cm3cm^{3}
  4. 945 cm3cm^{3}
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Resposta: 315 cm3cm^{3}

V=Abh=35⋅9=315 cm3V=A_{b}h=35\cdot 9=315\,\mathrm{cm}^{3}.

Questão 3

Médio

Qual é a diagonal espacial de um paralelepípedo de dimensões 4 cm, 4 cm e 7 cm?

  1. 33\sqrt{33} cm
  2. 9 cm
  3. 97\sqrt{97} cm
  4. 15 cm
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Resposta: 9 cm

d=42+42+72=16+16+49=81=9 cmd=\sqrt{4^{2}+4^{2}+7^{2}}=\sqrt{16+16+49}=\sqrt{81}=9\,\mathrm{cm}.

Cilindros e cones

Questão 1

Médio

Um cilindro tem raio 3 cm e altura 10 cm. Seu volume é:

  1. 30π\pi cm3cm^{3}
  2. 60π\pi cm3cm^{3}
  3. 90π\pi cm3cm^{3}
  4. 180π\pi cm3cm^{3}
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Resposta: 90π\pi cm3cm^{3}

V=π⋅32⋅10=90πcm3V=\pi \cdot 3^{2}\cdot 10=90\pi cm^{3}.

Questão 2

Fácil

Um cone de área da base 25π\pi e altura 12 tem volume:

  1. 100π\pi
  2. 200π\pi
  3. 300π\pi
  4. 600π\pi
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Resposta: 100π\pi

V=25π⋅123=100πV=25\pi \cdot \frac{12}{3}=100\pi .

Questão 3

Fácil

Qual é a área lateral de um cilindro reto de raio 3 cm e altura 8 cm?

  1. 24π\pi cm2cm^{2}
  2. 48π\pi cm2cm^{2}
  3. 66π\pi cm2cm^{2}
  4. 72π\pi cm2cm^{2}
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Resposta: 48π\pi cm2cm^{2}

A_L=2πrh=2π⋅3⋅8=48πcm2L=2\pi rh=2\pi \cdot 3\cdot 8=48\pi cm^{2}.

Questão 4

Médio

Um cone reto tem raio 6 cm e geratriz 10 cm. Qual é sua altura?

  1. 4 cm
  2. 8 cm
  3. 12 cm
  4. 16 cm
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Resposta: 8 cm

g2=r2+h2:102=62+h2g^{2}=r^{2}+h^{2}: 10^{2}=6^{2}+h^{2}, então h2=64h^{2}=64 e h=8 cmh=8\,\mathrm{cm}.

Esferas

Questão 1

Médio

Qual é a área de uma esfera de raio 5?

  1. 20π\pi
  2. 25π\pi
  3. 100π\pi
  4. 500π3\frac{\pi }{3}
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Resposta: 100π\pi

A=4π⋅52=100πA=4\pi \cdot 5^{2}=100\pi .

Questão 2

Difícil

Se o raio de uma esfera aumenta 50%, seu volume é multiplicado por:

  1. 1,5
  2. 2,25
  3. 3,375
  4. 4,5
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Resposta: 3,375

O volume varia com o cubo: 1,53=3,3751{,}5^{3}=3{,}375.

Questão 3

Fácil

Qual é a área de uma esfera de raio 4 cm?

  1. 16π\pi cm2cm^{2}
  2. 32π\pi cm2cm^{2}
  3. 64π\pi cm2cm^{2}
  4. 256π3\frac{\pi }{3} cm2cm^{2}
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Resposta: 64π\pi cm2cm^{2}

A=4πR2=4π⋅16=64πcm2A=4\pi R^{2}=4\pi \cdot 16=64\pi cm^{2}.

Questão 4

Difícil

Uma esfera de raio 13 cm é cortada por um plano a 5 cm do centro. Qual é o raio da seção circular?

  1. 8 cm
  2. 10 cm
  3. 12 cm
  4. 18 cm
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Resposta: 12 cm

ρ²+52=132+5^{2}=13^{2}, então ρ²=169−25=144169-25=144 e ρ=12 cm.

Inscrição e sólidos compostos

Questão 1

Médio

Um bloco 10×8×6 contém uma cavidade cúbica de aresta 2. Qual é o volume restante?

  1. 472
  2. 476
  3. 478
  4. 488
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Resposta: 472

O bloco tem 480 e a cavidade 8; restam 472 unidades cúbicas.

Questão 2

Médio

Uma esfera está inscrita em um cubo de aresta 12 cm. Qual é o raio da esfera?

  1. 3 cm
  2. 6 cm
  3. 62\sqrt{2} cm
  4. 63\sqrt{3} cm
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Resposta: 6 cm

O diâmetro da esfera inscrita coincide com a aresta do cubo, então r=122=6 cmr=\frac{12}{2}=6\,\mathrm{cm}.

Posição no espaço

Questão 1

Fácil

Duas retas do espaço que não são paralelas, não se cruzam e não pertencem a um mesmo plano são:

  1. Coincidentes
  2. Concorrentes
  3. Reversas
  4. Coplanarmente oblíquas
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Resposta: Reversas

Retas reversas são não coplanares, não paralelas e sem ponto comum.

Questão 2

Médio

Qual conjunto sempre determina um único plano?

  1. Dois pontos distintos
  2. Três pontos quaisquer
  3. Uma reta e um ponto fora dela
  4. Duas retas reversas
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Resposta: Uma reta e um ponto fora dela

Uma reta e um ponto exterior determinam exatamente um plano; três pontos poderiam ser colineares.

Diedros e projeções

Questão 1

Fácil

Um segmento de 20 cm forma 30∘30^{\circ} com um plano. Qual é sua componente perpendicular ao plano?

  1. 5 cm
  2. 10 cm
  3. 103\sqrt{3} cm
  4. 20 cm
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Resposta: 10 cm

A componente perpendicular é 20·sen30∘30^{\circ}=20⋅12=10 cm20\cdot \frac{1}{2}=10\,\mathrm{cm}.

Questão 2

Médio

Como se mede diretamente o ângulo de um diedro?

  1. Por qualquer face
  2. Por uma seção normal à aresta
  3. Pelo comprimento da aresta
  4. Pela área das faces
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Resposta: Por uma seção normal à aresta

O plano perpendicular à aresta corta as faces em semirretas cujo ângulo mede o diedro.

Pirâmides

Questão 1

Fácil

Uma pirâmide de base decagonal possui quantas faces no total?

  1. 10
  2. 11
  3. 20
  4. 21
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Resposta: 11

São 10 faces laterais triangulares mais a base, totalizando 11 faces.

Questão 2

Médio

Uma pirâmide tem base de área 48 cm2cm^{2} e altura 15 cm. Qual é o volume?

  1. 240 cm3cm^{3}
  2. 360 cm3cm^{3}
  3. 720 cm3cm^{3}
  4. 2.160 cm3cm^{3}
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Resposta: 240 cm3cm^{3}

V=Abh3=48⋅153=48⋅5=240 cm3V=A_{b}\frac{h}{3}=48\cdot \frac{15}{3}=48\cdot 5=240\,\mathrm{cm}^{3}.

Semelhança e troncos

Questão 1

Médio

Dois sólidos semelhantes têm razão linear 32\frac{3}{2}. Qual é a razão entre o volume do maior e o do menor?

  1. 32\frac{3}{2}
  2. 94\frac{9}{4}
  3. 278\frac{27}{8}
  4. 8116\frac{81}{16}
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Resposta: 278\frac{27}{8}

Volumes variam com o cubo da razão linear: (32)3=278(\frac{3}{2})^{3}=\frac{27}{8}.

Questão 2

Difícil

Qual é o volume de um tronco de cone de altura 3 cm e raios 4 cm e 2 cm?

  1. 14π\pi cm3cm^{3}
  2. 21π\pi cm3cm^{3}
  3. 28π\pi cm3cm^{3}
  4. 36π\pi cm3cm^{3}
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Resposta: 28π\pi cm3cm^{3}

V=πhR2+Rr+r23=π⋅316+8+43=28πcm3V=\pi h\frac{R^{2}+Rr+r^{2}}{3}=\pi \cdot 3\frac{16+8+4}{3}=28\pi cm^{3}.

Triedros e poliedros regulares

Questão 1

Fácil

Qual soma pode representar as faces angulares de um triedro convexo?

  1. 360∘360^{\circ}
  2. 390∘390^{\circ}
  3. 270∘270^{\circ}
  4. 450∘450^{\circ}
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Resposta: 270∘270^{\circ}

A soma das três faces de um triedro convexo deve ser menor que 360∘360^{\circ}.

Questão 2

Médio

Qual é a altura de um tetraedro regular de aresta 6 cm?

  1. 23\sqrt{3} cm
  2. 26\sqrt{6} cm
  3. 32\sqrt{2} cm
  4. 62\sqrt{2} cm
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Resposta: 26\sqrt{6} cm

h=a23=623=26cmh=a\sqrt{\frac{2}{3}}=6\sqrt{\frac{2}{3}}=2\sqrt{6} cm.

Questão 3

Difícil

Qual é o volume de um octaedro regular de aresta 3 cm?

  1. 32\sqrt{2} cm3cm^{3}
  2. 62\sqrt{2} cm3cm^{3}
  3. 92\sqrt{2} cm3cm^{3}
  4. 182\sqrt{2} cm3cm^{3}
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Resposta: 92\sqrt{2} cm3cm^{3}

V=a233=2723=92cm3V=a\frac{\sqrt[3]{2}}{3}=27\frac{\sqrt{2}}{3}=9\sqrt{2} cm^{3}.

Seções e planificações

Questão 1

Fácil

Uma seção paralela à base de um prisma é:

  1. Sempre semelhante, mas nunca congruente
  2. Congruente à base
  3. Um triângulo
  4. Um círculo
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Resposta: Congruente à base

Nos prismas, todas as seções paralelas às bases são congruentes a elas.

Questão 2

Médio

Uma seção paralela à base está a 6 cm do vértice de uma pirâmide de altura 18 cm. A razão entre a área da seção e a área da base é:

  1. 19\frac{1}{9}
  2. 13\frac{1}{3}
  3. 23\frac{2}{3}
  4. 827\frac{8}{27}
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Resposta: 19\frac{1}{9}

A razão linear é 618=13\frac{6}{18}=\frac{1}{3}; áreas variam com o quadrado, portanto 19\frac{1}{9}.

Questão 3

Difícil

Duas faces adjacentes de um cubo de aresta 5 cm são abertas formando um retângulo 10×5. Qual é a diagonal desse retângulo?

  1. 52\sqrt{2} cm
  2. 53\sqrt{3} cm
  3. 55\sqrt{5} cm
  4. 15 cm
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Resposta: 55\sqrt{5} cm

Pela planificação, d=102+52=125=55cmd=\sqrt{10^{2}+5^{2}}=\sqrt{125}=5\sqrt{5} cm.

Superfícies de revolução

Questão 1

Fácil

A rotação de um triângulo retângulo em torno de um de seus catetos gera um:

  1. Cilindro
  2. Cone
  3. Toro
  4. Prisma
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Resposta: Cone

O cateto-eixo vira a altura e o outro cateto gera o raio circular do cone.

Questão 2

Médio

Um círculo de área 9π\pi cm2cm^{2} gira em torno de um eixo externo a 4 cm de seu centro. Pelo teorema de Pappus, qual volume é gerado?

  1. 24π\pi ² cm3cm^{3}
  2. 36π\pi ² cm3cm^{3}
  3. 72π\pi ² cm3cm^{3}
  4. 144π\pi ² cm3cm^{3}
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Resposta: 72π\pi ² cm3cm^{3}

O centro percorre 2π\pi ·4=8π4=8\pi . Logo, V=9π⋅8π=72π2cm3V=9\pi \cdot 8\pi =72\pi ^{2} cm^{3}.

Questão 3

Difícil

Um retângulo 3×7 gira em torno de um lado de 7. Qual é o volume do sólido?

  1. 21π\pi
  2. 49π\pi
  3. 63π\pi
  4. 147π\pi
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Resposta: 63π\pi

A rotação gera um cilindro de raio 3 e altura 7: V=π⋅32⋅7=63πV=\pi \cdot 3^{2}\cdot 7=63\pi .

Calotas e tangência esférica

Questão 1

Fácil

Qual é a área curva de uma calota de uma esfera de raio 6 cm e altura 2 cm?

  1. 12π\pi cm2cm^{2}
  2. 24π\pi cm2cm^{2}
  3. 36π\pi cm2cm^{2}
  4. 48π\pi cm2cm^{2}
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Resposta: 24π\pi cm2cm^{2}

A=2πRh=2π⋅6⋅2=24πcm2A=2\pi Rh=2\pi \cdot 6\cdot 2=24\pi cm^{2}.

Questão 2

Médio

Duas esferas de raios 8 cm e 3 cm têm centros separados por 5 cm. Elas são:

  1. Tangentes externamente
  2. Tangentes internamente
  3. Secantes
  4. Externas sem tangência
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Resposta: Tangentes internamente

A distância é ∣8−3∣=5\left|8-3\right|=5, condição de tangência interna.

Questão 3

Difícil

Uma calota de altura 3 cm pertence a uma esfera de raio 5 cm. Qual é o raio de sua base?

  1. 3 cm
  2. 4 cm
  3. 21\sqrt{21} cm
  4. 5 cm
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Resposta: 21\sqrt{21} cm

ρ²=2Rh−h2=2⋅5⋅3−9=21Rh-h^{2}=2\cdot 5\cdot 3-9=21, logo ρ=21\sqrt{21} cm.

Para aprofundar os conceitos e consultar as referências, abra a apostila de Geometria Espacial. As classificações de dificuldade são orientativas, não uma avaliação individual do aluno.