MATEMÁTICA


                                     CILINDRO E CONE
1. CILINDRO CIRCULAR

1.1. Definição
       Considere dois planos paralelos ( α e β ) , uma
reta t incidente em α e uma região circular contida
em β. Observe a figura abaixo.

                                t
                                                               1.3. Áreas importantes do cilindro reto
                                                                      Área da base ( A b )
                α
                                                                                           base
                        β
                                                                                               R           2
                                                                                  Ab=               =π R


       Define-se como cilindro o sólido formado por
                                                                         Área lateral ( AL )
todos os segmentos paralelos a t e extremos na região
circular e no plano α. Observe a ilustração abaixo.
                                                                                      superfície
                                                                                        lateral

                                                                              AL=                  H = 2 π RH

                                                                                        2π R
                α
                        β                                                Área total
                                                                   A t = 2Ab + AL ⇒ A t = 2πR 2 + 2πRH ⇒ A t = 2πR (R + H)

                                                               1.4. Volume
1.2. Elementos                                                       Observe que o cilindro é um sólido de secção
     Considere o cilindro a seguir.                            constante. Logo, seu volume pode ser determinado
                                                               pela relação V = Ab ⋅ H , em que Ab representa a área
                                                               da base e H representa a altura do cilindro.
                                centro                         1.5. Classificação
                    A
                                B
                                                                         Cilindro reto
                                                                     O cilindro reto possui o eixo perpendicular ao
                                    altura                     plano da base. Neste cilindro, encontramos:
                                                                     I) a geratriz perpendicular ao plano da base.
                                                                     II) a medida da altura igual à medida da gera-
                D           C                                  triz.
                                                                     III) a secção meridiana retangular.
                        t                                                Cilindro eqüilátero
                                                                     O cilindro circular reto cujas secções meridia-
          Eixo do cilindro: reta t, que passa no centro
                                                               nas são quadradas é chamado de cilindro eqüilátero.
          das bases.
                                                               No cilindro eqüilátero, encontramos a altura igual ao
          Base: regiões circulares.
                                                               diâmetro da base (H = 2R ) .
          Geratrizes: segmentos com extremos na
          circunferência das bases e paralelos ao eixo.        2. CONE
          Secção meridiana: intersecção do plano que
          contém o eixo com o cilindro. Observe a fi-          2.1. Definição
          gura a seguir.                                             Considere um plano α, uma região circular
                                                               contida nesse plano e um ponto V não pertencente a
                                                               α. Observe a ilustração a seguir.

Editora Exato                                             21
V                               Área lateral ( AL ) .

                                                                                                 g
                                                                                           θ
                   α
                                                                                AL =                     = π Rg
                                                                                         2π R
      Define-se como cone o sólido formado por to-                                     superfície
dos os segmentos com extremos na região circular e                                      lateral
no ponto V. Observe a figura abaixo.                                                (setor circular)

                                     V
                                                                         A medida do ângulo θ da superfície lateral
                                                                                               2πR                    360ºR
                                                                         é obtida por θ =          rad       ou θ =           .
                                                                                                g                       g

                   α                                            2.4. Volume
                                                                     O volume do cone pode ser determinado pela
                                                                            1
2.2. Elementos                                                  relação V = Ab ⋅ H , em que Ab representa a área da
                                                                            3
     Considere o cone abaixo.                                   base e H representa a altura do cone.
                                 t                              2.5. Classificação
                                 V
                                                                          Cone reto
                                                                       O cone reto possui o eixo perpendicular ao
                                                                plano da base. Neste cone, encontramos a relação a-
                                                                baixo:




                                centro

                                                                                                         g
          Eixo do cilindro: reta t, que passa no vértice                                   H
          e no centro da base do cone.
          Base: região circular.
          Geratrizes: segmentos com extremos na
          circunferência da base e no vértice do cone.                                               R
          Secção meridiana: intersecção do plano que
          contém o eixo com o cone. Observe a figu-
          ra.                                                         Aplicando o Teorema de Pitágoras no triângu-
                                                                lo.
                                                                                           g2 = H2 + R 2
                                                                          Cone eqüilátero
                                                                       O cone reto cujas secções meridianas são tri-
                                                                ângulos eqüiláteros é chamado de cone eqüilátero.
                                                                No cone eqüilátero encontramos a medida da geratriz
                                                                igual ao diâmetro da base ( g = 2R ) .




2.3.Áreas importantes no cone reto
       Área da base ( A b ) .

                         base
                           R                 2
                  Ab =          =π R



Editora Exato                                              22
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS                              3   Corta-se um cilindro circular reto ao meio. Sa-
                                                                  bendo-se que o corte origina, em cada uma das
1   (UFV-MG) Para se construir uma lata cilíndrica                partes resultantes, uma face quadrada com área
    de base circular, sem tampa, com 20cm de diâme-               igual a 16cm2. Determinar o volume do cilindro
    tros de base e 25cm de altura, são gastos x cm2 de            original.
    material. O valor de x é:                                     a) 8πcm3.
       π = 10                                                     b) 16πcm3.
       Ab = π R 2 → Ab = 102.π → Ab = 100π                        c) 32πcm3.
       A l = 2π Rh → A l = 2.π .10.25 → A l = 500π                d) 48πcm3.
       Ab + A l = 600π                                            e) 96πcm3.

                                                              4   (UFGO) Para encher de água um reservatório
                    EXERCÍCIOS
                                                                  que tem a forma de um cilindro circular reto são
1   A altura de um cilindro é o triplo do raio de sua             necessárias 5 horas. Se o raio da base é 3m e a al-
    base. Sabendo que a área de uma secção meridia-               tura 10m, o reservatório recebe água à razão de:
    na desse cilindro é 216cm2, calcule o volume do               a) 18 π m3 por hora.
    cilindro:                                                     b) 30 π m3 por hora.
                                                                  c) 6 π m3 por hora.
                                                                  d) 20 π m3 por hora.
                                                                  e) Nenhuma.

                              h=3R
                                                              5   (U.C.DOM BOSCO-DF) Um cilindro reto, cuja
                                                                  base é um círculo de raio R=3m, tem 108 π m3 de
                             R                                    volume. Então, a área total desse cilindro é:
                                                                  a) 126 π m2.
    a) 648πdm3                                                    b) 81 π m2.
    b) 64,8πdm3                                                   c) 72 π m2.
    c) 6,48πdm3                                                   d) 90 π m2.
    d) 0,648πdm3                                                  e) 108 π m2.
    e) 0,0648πdm3
                                                              6   (UFPA) O reservatório “tubinho de tinta” de uma
2   A figura mostra uma peça cilíndrica transpassada              caneta esferográfica tem 4mm de diâmetro e
    por um furo circular do centro de uma base ao                 10cm de comprimento. Se você gasta 5 π mm3 de
    centro da outra. Qual é o volume dessa peça?                  tinta por dia, a tinta de sua esferográfica durará:
                                                                  a) 20 dias
                              14cm                                b) 40 dias
                              6cm                                 c) 50 dias
                                                                  d) 80 dias
                                                                  e) 100 dias
                     25cm                                                        (Dica: 10cm=100mm)

                                                              7   (PUCC-SP) Numa indústria, deseja-se utilizar
                                                                  tambores cilíndricos para a armazenagem de um
    a) 2000π.                                                     certo tipo de óleo. As dimensões dos tambores
    b) 1000π.                                                     serão 30cm para o raio da base e 80cm para a al-
    c) 500π.                                                      tura. O material utilizado na tampa e na lateral
                                                                  custa R$100,00 o metro quadrado. Devido à ne-
    d) 300π.
                                                                  cessidade de um material mais resistente no fun-
    e) Nenhuma.
                                                                  do, o preço do material para a base inferior é de
                                                                  R$200,00 o metro quadrado. Qual o custo de ma-
                                                                  terial para a confecção de um desses tambores
                                                                  sem contar as perdas de material? (Em seus cál-
                                                                  culos, considere π = 3,14 .)
                                                                  a) R$235,50.
Editora Exato                                            23
b) R$24250.                                                       GABARITO
    c) R$247,20.
    d) R$249,20.                                              1   D
    e) R$250,00.
                                                              2   B
                                                              3   B
8   (EU-CE) Um cone circular reto de altura 3 2cm
    tem volume igual a 18 2πcm3 . O raio da base              4   A
    desse cone, em centímetros, mede:                         5   D
    a) 2.
    b) 2 2 .                                                  6   D
    c) 3.                                                     7   A
    d) 3 2 .
                                                              8   D
                                                              9   B
9   (MATEMÁTICA-SANTO ANDRÉ) Calcular a
    área lateral do cone cujo volume é 12πm3 e cujo           10 C
    perímetro da base é 6πm.                                  11 B
    a) 10 πm2 .
                                                              12 C
    b) 15 πm2 .
    c) 18 πm2 .
    d) 20 πm2 .
    e) nenhuma.

10 (UEPG-PR) A área lateral de um cone de revo-
   lução é 600 πcm2 e sua geratriz te 25cm. O raio de
   sua base é:
   a) 20cm.
   b) 25cm.
   c) 24cm.
   d) 27cm.
   e) nenhuma.

11 (UFPA) Num cone reto, a altura é 3m e o diâme-
   tro da base é 8m. Então, a área total, em metros
   quadrados, vale:
   a) 52 π
   b) 36 π
   c) 20 π
   d) 16 π
   e) 12 π


12 (FUVEST-SP) O diâmetro da base de um cone é
   igual a geratriz. A razão da área total para a área
   lateral do cone é:
         3
    a)     .
         2
         1
    b)     .
         2
         2
    c)     .
         3
         3
    d)     .
         4
          2
    e)         .
         3

Editora Exato                                            24

Apostila 002 geometria plana espacial

  • 1.
    MATEMÁTICA CILINDRO E CONE 1. CILINDRO CIRCULAR 1.1. Definição Considere dois planos paralelos ( α e β ) , uma reta t incidente em α e uma região circular contida em β. Observe a figura abaixo. t 1.3. Áreas importantes do cilindro reto Área da base ( A b ) α base β R 2 Ab= =π R Define-se como cilindro o sólido formado por Área lateral ( AL ) todos os segmentos paralelos a t e extremos na região circular e no plano α. Observe a ilustração abaixo. superfície lateral AL= H = 2 π RH 2π R α β Área total A t = 2Ab + AL ⇒ A t = 2πR 2 + 2πRH ⇒ A t = 2πR (R + H) 1.4. Volume 1.2. Elementos Observe que o cilindro é um sólido de secção Considere o cilindro a seguir. constante. Logo, seu volume pode ser determinado pela relação V = Ab ⋅ H , em que Ab representa a área da base e H representa a altura do cilindro. centro 1.5. Classificação A B Cilindro reto O cilindro reto possui o eixo perpendicular ao altura plano da base. Neste cilindro, encontramos: I) a geratriz perpendicular ao plano da base. II) a medida da altura igual à medida da gera- D C triz. III) a secção meridiana retangular. t Cilindro eqüilátero O cilindro circular reto cujas secções meridia- Eixo do cilindro: reta t, que passa no centro nas são quadradas é chamado de cilindro eqüilátero. das bases. No cilindro eqüilátero, encontramos a altura igual ao Base: regiões circulares. diâmetro da base (H = 2R ) . Geratrizes: segmentos com extremos na circunferência das bases e paralelos ao eixo. 2. CONE Secção meridiana: intersecção do plano que contém o eixo com o cilindro. Observe a fi- 2.1. Definição gura a seguir. Considere um plano α, uma região circular contida nesse plano e um ponto V não pertencente a α. Observe a ilustração a seguir. Editora Exato 21
  • 2.
    V Área lateral ( AL ) . g θ α AL = = π Rg 2π R Define-se como cone o sólido formado por to- superfície dos os segmentos com extremos na região circular e lateral no ponto V. Observe a figura abaixo. (setor circular) V A medida do ângulo θ da superfície lateral 2πR 360ºR é obtida por θ = rad ou θ = . g g α 2.4. Volume O volume do cone pode ser determinado pela 1 2.2. Elementos relação V = Ab ⋅ H , em que Ab representa a área da 3 Considere o cone abaixo. base e H representa a altura do cone. t 2.5. Classificação V Cone reto O cone reto possui o eixo perpendicular ao plano da base. Neste cone, encontramos a relação a- baixo: centro g Eixo do cilindro: reta t, que passa no vértice H e no centro da base do cone. Base: região circular. Geratrizes: segmentos com extremos na circunferência da base e no vértice do cone. R Secção meridiana: intersecção do plano que contém o eixo com o cone. Observe a figu- ra. Aplicando o Teorema de Pitágoras no triângu- lo. g2 = H2 + R 2 Cone eqüilátero O cone reto cujas secções meridianas são tri- ângulos eqüiláteros é chamado de cone eqüilátero. No cone eqüilátero encontramos a medida da geratriz igual ao diâmetro da base ( g = 2R ) . 2.3.Áreas importantes no cone reto Área da base ( A b ) . base R 2 Ab = =π R Editora Exato 22
  • 3.
    EXERCÍCIOS RESOLVIDOS 3 Corta-se um cilindro circular reto ao meio. Sa- bendo-se que o corte origina, em cada uma das 1 (UFV-MG) Para se construir uma lata cilíndrica partes resultantes, uma face quadrada com área de base circular, sem tampa, com 20cm de diâme- igual a 16cm2. Determinar o volume do cilindro tros de base e 25cm de altura, são gastos x cm2 de original. material. O valor de x é: a) 8πcm3. π = 10 b) 16πcm3. Ab = π R 2 → Ab = 102.π → Ab = 100π c) 32πcm3. A l = 2π Rh → A l = 2.π .10.25 → A l = 500π d) 48πcm3. Ab + A l = 600π e) 96πcm3. 4 (UFGO) Para encher de água um reservatório EXERCÍCIOS que tem a forma de um cilindro circular reto são 1 A altura de um cilindro é o triplo do raio de sua necessárias 5 horas. Se o raio da base é 3m e a al- base. Sabendo que a área de uma secção meridia- tura 10m, o reservatório recebe água à razão de: na desse cilindro é 216cm2, calcule o volume do a) 18 π m3 por hora. cilindro: b) 30 π m3 por hora. c) 6 π m3 por hora. d) 20 π m3 por hora. e) Nenhuma. h=3R 5 (U.C.DOM BOSCO-DF) Um cilindro reto, cuja base é um círculo de raio R=3m, tem 108 π m3 de R volume. Então, a área total desse cilindro é: a) 126 π m2. a) 648πdm3 b) 81 π m2. b) 64,8πdm3 c) 72 π m2. c) 6,48πdm3 d) 90 π m2. d) 0,648πdm3 e) 108 π m2. e) 0,0648πdm3 6 (UFPA) O reservatório “tubinho de tinta” de uma 2 A figura mostra uma peça cilíndrica transpassada caneta esferográfica tem 4mm de diâmetro e por um furo circular do centro de uma base ao 10cm de comprimento. Se você gasta 5 π mm3 de centro da outra. Qual é o volume dessa peça? tinta por dia, a tinta de sua esferográfica durará: a) 20 dias 14cm b) 40 dias 6cm c) 50 dias d) 80 dias e) 100 dias 25cm (Dica: 10cm=100mm) 7 (PUCC-SP) Numa indústria, deseja-se utilizar tambores cilíndricos para a armazenagem de um a) 2000π. certo tipo de óleo. As dimensões dos tambores b) 1000π. serão 30cm para o raio da base e 80cm para a al- c) 500π. tura. O material utilizado na tampa e na lateral custa R$100,00 o metro quadrado. Devido à ne- d) 300π. cessidade de um material mais resistente no fun- e) Nenhuma. do, o preço do material para a base inferior é de R$200,00 o metro quadrado. Qual o custo de ma- terial para a confecção de um desses tambores sem contar as perdas de material? (Em seus cál- culos, considere π = 3,14 .) a) R$235,50. Editora Exato 23
  • 4.
    b) R$24250. GABARITO c) R$247,20. d) R$249,20. 1 D e) R$250,00. 2 B 3 B 8 (EU-CE) Um cone circular reto de altura 3 2cm tem volume igual a 18 2πcm3 . O raio da base 4 A desse cone, em centímetros, mede: 5 D a) 2. b) 2 2 . 6 D c) 3. 7 A d) 3 2 . 8 D 9 B 9 (MATEMÁTICA-SANTO ANDRÉ) Calcular a área lateral do cone cujo volume é 12πm3 e cujo 10 C perímetro da base é 6πm. 11 B a) 10 πm2 . 12 C b) 15 πm2 . c) 18 πm2 . d) 20 πm2 . e) nenhuma. 10 (UEPG-PR) A área lateral de um cone de revo- lução é 600 πcm2 e sua geratriz te 25cm. O raio de sua base é: a) 20cm. b) 25cm. c) 24cm. d) 27cm. e) nenhuma. 11 (UFPA) Num cone reto, a altura é 3m e o diâme- tro da base é 8m. Então, a área total, em metros quadrados, vale: a) 52 π b) 36 π c) 20 π d) 16 π e) 12 π 12 (FUVEST-SP) O diâmetro da base de um cone é igual a geratriz. A razão da área total para a área lateral do cone é: 3 a) . 2 1 b) . 2 2 c) . 3 3 d) . 4 2 e) . 3 Editora Exato 24