Uma taça tem a forma de um cone circular reto de raio da base medindo 3
cm e altura 9 cm. Foi colocado vinho nessa taça até
que a altura do líquido atingisse 6 cm, como mostra a
figura. Qual volume de vinho contido na taça? E qual
a capacidade (volume) total?
Soluções para a tarefa
Resposta:
Volume do vinho contido na taça: 25,12 cm³
Volume total da taça: 84,78 cm³
Explicação passo-a-passo:
Primeiro, vamos calcular o volume total (Vt), que é o volume de um cone de raio da base igual a 3 cm e altura igual a 9 cm:
r = 3 cm
h = 9 cm
O volume de um cone é igual a 1/3 do produto da área da base (Ab) pela altura:
Vt = (Ab × h)/3
A área da base é a área de um círculo de raio igual a 3 cm:
Ab = π × r²
Ab = 3,14 × 3²
Ab = 28,26 cm²
Então, o volume é igual a:
Vt = (28,26 cm² × 9 cm)/3
Vt = 84,78 cm³ (volume total da taça)
Para calcular o volume de vinho (Vv) contido na taça, sabemos que a altura é igual a 6 cm. Precisamos obter a medida do raio da base deste novo cone. Para isto, vamos considerar a proporção que existe entre as alturas e os raios dos 2 cones, já que eles são semelhantes:
raio/altura = raio/altura
3/9 = x/6
9x = 3 × 6
x = 18/9
x = 2 cm (raio da base do cone que corresponde ao volume ocupado pelo vinho)
Assim, a área da base do cone que contém o vinho é igual a:
Abv = π × 2²
Abv = 3,14 × 4
Abv = 12,56 cm²
E o volume de vinho:
Vv = (12,56 cm² × 6 cm)/3
Vv = 25,12 cm³ (volume do vinho)
Sabendo das dimensões ofertadas pelo enunciado para a taça, o volume contido na taça é de 8π cm³ ou 25,12 cm³.
Já o volume total com a taça completamente cheia é de 27π cm³ ou 84,78 cm³
Para solucionar o problema é necessário um conhecimento prévio acerca do volume dos sólidos geométricos.
Primeiramente vamos calcular o raio do cone para a altura solicitada:
Utilizando a proporção, temos:
H = R
h r
H = altura total do cone
h = altura com volume parcial
R = Raio total do cone
r = raio com volume parcial
Substituindo, temos:
9 = 3 (Realizando a multiplicação cruzada, meio pelos extremos)
6 r
9.r = 6.3
r = 18/9 = 2 cm
Sabendo que o volume de um cone é dado pela seguinte relação:
Volume = Área da base x Altura
3
Área da base = π . raio²
Logo, temos:
Área da base = π . 2²
Área da base = 4π
Volume = 4π x 6 = 8π cm³ (Adotando π = 3,14) = 25,12 cm³
3
Já para a situação com a taça completamente cheia, temos:
Área da base = π . 3²
Área da base = 9π
Volume = 9π x 9 = 27π cm³ (Adotando π = 3,14) = 84,78 cm³
3
Logo, os volumes são, respectivamente, 5,12 cm³ e 84,78 cm³.
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