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Questão 87

UNESP 2020
Física

(UNESP - 2020 - 1ª FASE) O quilate do ouro é a razão entre a massa de ouro presente e a massa total da peça, multiplicada por 24.

Por exemplo, uma amostra com 18 partes em massa de ouro e 6 partes em massa de outro metal (ou liga metálica) é um ouro de 18 quilates.

Assim, um objeto de ouro de 18 quilates tem de frac{3}{4} ouro e frac{1}{4} de outro metal em massa.

O ouro é utilizado na confecção de muitos objetos, inclusive em premiações esportivas. A taça da copa do mundo de futebol masculino é um exemplo desses objetos.

A FIFA declara que a taça da copa do mundo de futebol masculino é maciça (sem nenhuma parte oca) e sua massa é de pouco mais de 6 kg. Acontece que, se a taça fosse mesmo de ouro e maciça, ela pesaria mais do que o informado.

 

(“O peso da taça”. https://ipemsp.wordpress.com. Adaptado.)

 

Considere que a taça seja feita apenas com ouro 18 quilates, cuja composição é de ouro com densidade 19,3 g/cm3 e uma liga metálica com densidade 6,1 g/cm3, e que o volume da taça é similar ao de um cilindro reto com 5 cm de raio e 36 cm de altura. Utilizando pi = 3, se a taça fosse maciça, sua massa teria um valor entre

A

30 kg e 35 kg.

B

15 kg e 20 kg

C

40 kg e 45 kg.

D

10 kg e 15 kg.

E

20 kg e 25 kg.

Gabarito:

30 kg e 35 kg.



Resolução:

Vamos primeiro calcular o volume da taça:

V=pi cdot 5^{2}cdot36=2700cm^{3}

Considerando que o ouro é 18 quilates teremos então uma proporção de 3/4 da massa da taça feita de ouro para 1/4 da massa da taça feita de outro metal ou liga:

Volume;do;ouro;na;taca = frac{frac{3}{4}M_{taca}}{19,3}

Volume;da;liga;na;taca = frac{frac{1}{4}M_{taca}}{6,1}

Volume;da;liga;na;taca + Volume;do;ouro;na;taca =frac{M_{taca}}{4}(frac{3}{19,3}+frac{1}{6,1})=2700cm^{3}

M_{taca}(frac{3}{19,3}+frac{1}{6,1})=4cdot2700cm^{3}

M_{taca}(frac{3}{19,3}+frac{1}{6,1})=10800

M_{taca}approx 33816g
ightarrow 33,8kg

letra A

 

 

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