1. **Enunciado do problema:**
Temos um obelisco formado por um prisma com base quadrada e um tronco de pirâmide reta sobre ele. Queremos:
- 6.1: Identificar qual reta é perpendicular ao plano da base [MNOP] do tronco de pirâmide.
- 6.2: Calcular o volume total do obelisco, somando o volume do prisma e do tronco de pirâmide.
2. **Dados importantes:**
- Prisma [ABCDEFGH]: base quadrada com aresta $1,4$ m e altura $1,8$ m.
- Tronco de pirâmide [IJKLMNOP]: altura $4,5$ m, tronco de uma pirâmide reta com altura total $18$ m.
- Segmentos: $NO = 0,9$ m, $IJ = 1,2$ m.
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### 6.1 Qual reta é perpendicular ao plano da base [MNOP]?
3. O plano da base [MNOP] é a base superior do tronco de pirâmide.
4. Em uma pirâmide reta, as arestas laterais são perpendiculares às bases.
5. Assim, a reta que é perpendicular ao plano da base [MNOP] é a aresta lateral do tronco de pirâmide que liga as bases [IJKL] e [MNOP].
6. As opções são:
- A) JP
- B) BG
- C) AD
- D) KL
7. A reta $KL$ é uma aresta da base inferior do tronco de pirâmide, não lateral.
8. A reta $JP$ liga um vértice da base inferior $J$ ao vértice correspondente da base superior $P$ do tronco, logo é lateral e perpendicular ao plano [MNOP].
**Resposta 6.1:** A) JP
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### 6.2 Determinar o volume do obelisco
9. O volume total é a soma do volume do prisma e do tronco de pirâmide:
$$V_{total} = V_{prisma} + V_{tronco}$$
10. Volume do prisma:
Base quadrada de lado $a = 1,4$ m e altura $h_p = 1,8$ m.
$$V_{prisma} = a^2 \times h_p = (1,4)^2 \times 1,8 = 1,96 \times 1,8 = 3,528\,m^3$$
11. Volume do tronco de pirâmide:
Fórmula do volume do tronco de pirâmide:
$$V = \frac{h}{3} (A_1 + A_2 + \sqrt{A_1 A_2})$$
onde:
- $h = 4,5$ m (altura do tronco)
- $A_1$ área da base maior [IJKL]
- $A_2$ área da base menor [MNOP]
12. Calcular $A_1$ e $A_2$:
- Base maior [IJKL]: quadrado com lado $IJ = 1,2$ m
$$A_1 = (1,2)^2 = 1,44\,m^2$$
- Base menor [MNOP]: quadrado com lado $NO = 0,9$ m
$$A_2 = (0,9)^2 = 0,81\,m^2$$
13. Substituir na fórmula do volume do tronco:
$$V_{tronco} = \frac{4,5}{3} (1,44 + 0,81 + \sqrt{1,44 \times 0,81})$$
Calcular o termo da raiz:
$$\sqrt{1,44 \times 0,81} = \sqrt{1,1664} \approx 1,08$$
Somar as áreas:
$$1,44 + 0,81 + 1,08 = 3,33$$
Calcular o volume:
$$V_{tronco} = 1,5 \times 3,33 = 4,995\,m^3$$
14. Volume total do obelisco:
$$V_{total} = 3,528 + 4,995 = 8,523\,m^3$$
Arredondando às unidades:
$$\boxed{9\,m^3}$$
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**Resumo:**
- 6.1: A reta perpendicular ao plano [MNOP] é a reta $JP$.
- 6.2: O volume do obelisco é aproximadamente $9$ metros cúbicos.
Obelisco Volume E786F1
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