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questoes de esfera

questoes de esfera

Mensagempor camilalindynha » Ter Dez 11, 2007 09:12

2- a area do circulo maximo de uma esfera,cuja area e igual a 16picm2 e igual a
a- pi
b- 4pi
c-6pi
d-9pi
e-16pi


quem puder me ajudar agradeço
camilalindynha
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Re: questoes de esfera

Mensagempor admin » Ter Dez 11, 2007 12:26

Olá!
O percurso para a resolução deste problema é o seguinte:
  1. precisamos saber como calcular a área de uma superfície esférica, em função do raio;
  2. então, descobriremos o raio, pois o valor da área foi dado;
  3. um círculo máximo de uma esfera é uma seção transversal cujo raio é igual ao raio da esfera.
    Toda seção transversal de uma esfera é um círculo.
    O raio de cada círculo varia dependendo de onde se secciona.
    A seção que passa exatamente pelo centro da esfera representa o círculo máximo.
  4. precisamos saber também como calcular a área de um círculo;
  5. pois bem, agora, tendo o raio e considerando o que é círculo máximo, calculamos a área deste círculo e obtemos a resposta.


Veja que mesmo após a resolução que faremos abaixo, ainda podemos extrair outras perguntas interessantes, por exemplo:
-Como chegamos até a "fórmula" do cálculo da área de um círculo?
-Como obtemos a "fórmula" para o cálculo da área de uma superfície esférica?
-A propósito, e o volume da esfera?

Estes seriam outros problemas.
Obtemos as respostas para estas perguntas aplicando o conceito de integrais, juntamente com superfícies de revolução.
Fica o desafio para os professores tentarem transmitir estas idéias para os alunos do ensino médio de alguma forma mais simples e didática.


Voltando ao problema...

  1. A área de uma superfície esférica é: A_{esfera} = 4\pi R^2

  2. Com o valor dado da área A_{esfera} = 16\pi (a unidade aqui é cm^2), calculamos o raio:
    16\pi = 4\pi R^2

    R^2 = \frac{16\pi}{4\pi}

    R^2 = 4

    R = \sqrt{4}

    R = 2


  3. repare que este raio é o mesmo tanto para a esfera quanto para o círculo máximo;


  4. A_{circulo} = \pi R^2

  5. A_{circulo} = \pi 2^2

    A_{circulo} = 4\pi (alternativa b)

Espero ter ajudado!
Caso tenha alguma dúvida, sinta-se à vontade para escrever.
Fábio Sousa
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Assunto: Taxa de variação
Autor: felipe_ad - Ter Jun 29, 2010 19:44

Como resolvo uma questao desse tipo:

Uma usina de britagem produz pó de pedra, que ao ser depositado no solo, forma uma pilha cônica onde a altura é aproximadamente igual a 4/3 do raio da base.
(a) Determinar a razão de variação do volume em relação ao raio da base.
(b) Se o raio da base varia a uma taxa de 20 cm/s, qual a razão de variação do volume quando o raio mede 2 m?

A letra (a) consegui resolver e cheguei no resultado correto de \frac{4\pi{r}^{2}}{3}
Porem, nao consegui chegar a um resultado correto na letra (b). A resposta certa é 1,066\pi

Alguem me ajuda? Agradeço desde já.


Assunto: Taxa de variação
Autor: Elcioschin - Qua Jun 30, 2010 20:47

V = (1/3)*pi*r²*h ----> h = 4r/3

V = (1/3)*pi*r²*(4r/3) ----> V = (4*pi/9)*r³

Derivando:

dV/dr = (4*pi/9)*(3r²) -----> dV/dr = 4pi*r²/3

Para dr = 20 cm/s = 0,2 m/s e R = 2 m ----> dV/0,2 = (4*pi*2²)/3 ----> dV = (3,2/3)*pi ----> dV ~= 1,066*pi m³/s


Assunto: Taxa de variação
Autor: Guill - Ter Fev 21, 2012 21:17

Temos que o volume é dado por:

V = \frac{4\pi}{3}r^2


Temos, portanto, o volume em função do raio. Podemos diferenciar implicitamente ambos os lados da equação em função do tempo, para encontrar as derivadas em função do tempo:

\frac{dV}{dt} = \frac{8\pi.r}{3}.\frac{dr}{dt}


Sabendo que a taxa de variação do raio é 0,2 m/s e que queremos ataxa de variação do volume quando o raio for 2 m:

\frac{dV}{dt} = \frac{8\pi.2}{3}.\frac{2}{10}

\frac{dV}{dt} = \frac{16\pi}{15}