Pretende-se contruir um tanque com a forma e dimensões da figura ao lado. Sabendo-se que o hemisfério, o cilindro circular reto e o cone circular reto, que constituem o referido tanque, têm igual volume, assinale, dentre as alternativas abaixo, a única que corresponde às relaçoes existentes entre as dimensões indicadas.
(ITA - 2004) A área total da superfície de um cone circular reto, cujo raio da base mede R cm, é igual à terça parte da área de um círculo de diâmetro igual ao perímetro da seção meridiana do cone. O volume deste cone, em cm³ , é igual a
O triângulo retângulo $\,OAB\,$ gira em torno do cateto $\,OA\,$, determinando um sólido no espaço. O volume gerado pela região $\,OAM\,$ é igual ao gerado pela região $\,OMB\,$. Então a razão $\,\dfrac{AM}{AB}\,$ será:
a)
$\,\dfrac{1}{2}\,$
b)
$\,\dfrac{1}{3}\,$
c)
$\,\sqrt{2}\,$
d)
$\,2\sqrt{2}\,$
e)
$\,\dfrac{\sqrt{2}}{2}\,$
resposta:
Considerações:
Uma região gerada por um triângulo retângulo girando uma volta completa em torno de um de seus catetos é um cone circular reto chamado de cone de revolução.
Observe atentamente a figura ao lado e verifique que: 1. o triângulo retângulo OAB gira em torno do cateto OA gerando o cone circular representado com superfície verde. 2. o triângulo retângulo OAM interno gira em torno do cateto OA gerando o cone circular interno representado na cor cinza. A reta que contém o segmento OA é chamada eixo de ambos os cones.
Segundo o enunciado: 1. o volume do cone interno cinza gerado pelo triângulo OAM é o mesmo volume que o cone externo gerado pelo triângulo OAB subtraído o volume interno do cone gerado por OAM. Como na figura, o volume do cone externo verde subtraído o cone interno cinza é igual ao volume do cone interno cinza. 2. o examinador deseja a razão $\;\dfrac{\overline{AM}}{\overline{AB}}\,$, que é a razão do cateto inferior de OAM sobre o cateto inferior de OAB: $\;\rightarrow\,\dfrac{\overline{AM}}{\overline{AB}}\;=\;\dfrac{(a)}{(a\,+\,b)}$ Resolução:
Volume gerado pela região OAM é $\,\dfrac{\pi(a)^{\large 2}\centerdot H}{3}\,=\,\dfrac{\pi H(a)^{\large 2}}{3}\;\;$(I) Volume gerado pela região OMB é :(volume do cone gerado OAB) subtraído (volume gerado por OAM): $\,\dfrac{\pi(\overline{AB})^{\large 2}\centerdot H}{3}\, - \,\dfrac{\pi(\overline{AM})^{\large 2}\centerdot H}{3}\phantom{X}=\phantom{X}$ $\,\dfrac{\pi}{3}\centerdot H \left( (\overline{AB})^{\large 2}\,-\,(\overline{AM})^{\large 2} \right)\;\;=\phantom{X}$ $\,\dfrac{\pi}{3}\centerdot H \left( (a + b)^{\large 2}\,-\,(a)^{\large 2} \right)\;\;$(II)
Conforme o enunciado, igualando (I) e (II) temos: $\,\require{cancel} \cancel{\dfrac{\pi H}{3}}(a)^{\large 2}\, = \,\cancel{\dfrac{\pi H}{3}}\left( (a + b)^{\large 2}\,-\,(a)^{\large 2} \right)$
a altura do cone reto é $\,H\,=\,\sqrt{22}\,$ cm ×
A geratriz de um cone circular reto mede 10 cme a altura 8 cm. Determine o raio da base.
resposta:
Geratriz do cone é qualquer segmento de reta lateral com uma extremidade no vértice do cone e outra extremidade no perímetro da base do cone.
Como o cone é circular reto, a figura hachurada é um triângulo retângulo onde os catetos são, respectivamente, a altura do cone (8 cm) e o raio da base do cone (r). A hipotenusa é a geratriz do cone. $\,G^2\;=\;h^2\;+\;r^2\;\Rightarrow\;$ $\,10^2\,=\,8^2\,+\,r^2\;\Rightarrow\;$ $\,r^2\,=\,100\,-\,64\;\Rightarrow\;$ $r\;=\;6\,cm$
Sabendo que a área da base de um cone circular reto mede $\;16\pi\,cm^2\;$ e sua geratriz $\;5\,cm\;$, determine a altura do cone.
resposta:
Sendo o cone circular, sua base é um círculo. Podemos calcular o raio da base: $\,\require{cancel} S_{\text base}\,=\,\pi\,r^2\,=\,16\,\pi\;\Rightarrow$ $\,r^2\,=\,\dfrac{\,16\,\cancel{\pi}\,}{\cancel{\pi}}\,$ $\,\boxed{\;r = 4\;}\,$ Considerando-se o triângulo retângulo de catetos h e r com hipotenusa 5 cm, temos: (geratriz)² = (raio)² + (altura)² $\,4^2\,+\,h^2\,=\,5^2\,\;\Rightarrow$ $\,h^2\,=\,25\,-\,16\;\Rightarrow$ $\,h\,=\,3\,$cm
O ângulo do vértice da secção meridiana de um cone circular reto mede 60°e a área desta secção mede $\;4\sqrt{3}\,cm^2\;$. Determine o raio da base e a altura do cone.
resposta: $\,R\,=\,2\,cm\;$ e $\;H\,=\,2\sqrt{3}\,cm\;$ ×
A altura de um cone circular reto mede 8 cm e sua geratriz 10 cm. Determine a área total do cone.
(MAUÁ) Seja um cone circular reto, tal que uma secção pelo seu eixo resulte num triângulo equilátero de lado 2a. Calcule a área total da superfície do cone.
Sabendo que um cone circular reto tem altura 24 cm e raio da base 8 cm , determine a que distância do vértice ele deve ser interceptado por um plano paralelo ao plano da base de forma que que a área da secção obtida seja $\;25 \pi\;$cm² .
O volume de um cilindro circular reto é 640π cm³ e a altura é 10 m . Calcular o volume do cone circular reto, cuja base é equivalente à do cilindro e a geratriz igual à do cilindro.
Calcular a altura de um cilindro circular reto inscrito num cone circular reto de raio 9 cme geratriz 16 cm, de modo que a área lateral do cone que está acima do cilindro seja igual à área da coroa circular determinada pelas bases do cilindro e do cone.
(MAUÁ) Um cone circular reto de altura h = 3tem área lateral igual a $\;6\,\pi\;$m³. Determinar o ângulo que a geratriz gfaz com a reta suporte da altura h .
