CONE E ESFERA

Cone circular

Dado um círculo C, contido num plano , e um ponto V ( vértice) fora de , chamamos de cone circular o conjunto de todos os segmentos .

Elementos do cone circular

      Dado o cone a seguir, consideramos os seguintes elementos:

  • altura: distância h do vértice V ao plano 
  • geratriz (g):segmento com uma extremidade no ponto V e outra num ponto da circunferência
  • raio da base: raio R do círculo
  • eixo de rotação:reta determinada pelo centro do círculo e pelo vértice do cone

Cone reto
     
 Todo cone cujo eixo de rotação é perpendicular à base é chamado cone reto, também denominado 
cone de revolução. Ele pode ser gerado pela rotação completa de um triângulo retângulo em torno de um de seus catetos.



 Da figura, e pelo Teorema de Pitágoras, temos a seguinte relação:

g2 = h2 + R2

Secção meridiana

      A secção determinada, num cone de revolução, por um plano que contém o eixo de rotação é chamada secção meridiana.

 Se o triângulo AVB for equilátero, o cone também será equilátero:


Áreas

  Desenvolvendo a superfície lateral de um cone circular reto, obtemos um setor circular de raio g e comprimento :



Assim, temos de considerar as seguintes áreas:
a) área lateral (AL): área do setor circular
b) área da base (AB):área do circulo do raio R
c) área total (AT):soma da área lateral com a área da base

Volume

       Para determinar o volume do cone, vamos ver como calcular volumes de sólidos de revolução. Observe a figura:


d = distância do centro de gravidade (CG) da sua superfície ao eixo e
S=área da superfície

      Sabemos, pelo Teorema de Pappus - Guldin, que, quando uma superfície gira em torno de um eixo e, gera um volume tal que:

    Vamos, então, determinar o volume do cone de revolução gerado pela rotação de um triângulo retângulo em torno do cateto h:

O CG do triângulo está a uma distância   do eixo de rotação. Logo:

Tronco do cone

      Sendo o tronco do cone circular regular a seguir, temos:


  • as bases maior e menor são paralelas;
  • a altura do tronco é dada pela distância entre os planos que contém as bases.
Áreas

      Temos:
a) área lateral

  

b) área total


Volume

Sendo V o volume do cone e V' o volume do cone obtido pela secção são válidas as relações:

                                          


ESFERA

    Chamamos de esfera de centro O e raio R o conjunto de pontos do espaço cuja distância ao centro é menor ou igual ao raio R.
    Considerando a rotação completa de um semicírculo em torno de um eixo e, a esfera é o sólido gerado por essa rotação. Assim, ela é limitada por uma superfície esférica e formada por todos os pontos pertencentes a essa superfície e ao seu interior.


Volume

   O volume da esfera de raio R  é dado por:


Partes da esfera

Superfície esférica

   A superfície esférica de centro O e raio R é o conjunto de pontos do es[aço cuja distância ao ponto O é igual ao raio R.
   Se considerarmos a rotação completa de uma semicircunferência em torno de seu diâmetro, a superfície esférica é o resultado dessa rotação.


 A área da superfície esférica é dada por:



Zona esférica

   É a parte da esfera gerada do seguinte modo:
  
    A área da zona esférica é dada por:


Calota esférica

   É a parte da esfera gerada do seguinte modo:
    
A área da calota esférica é dada por:


Fuso esférico

   O fuso esférico é uma parte da superfície esférica que se obtém ao girar uma semi-circunferência de um ângulo em torno de seu eixo:
   A área do fuso esférico pode ser obtida por uma regra de três simples:
                            

Cunha esférica

   Parte da esfera que se obtém ao girar um semicírculo em torno de seu eixo de um ângulo :
    O volume da cunha pode ser obtido por uma regra de três simples:

FONTE: http://www.somatematica.com.br/emedio/espacial/espacial24.php
















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