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MATEMÁTICA enem2021 Ampliando conhecimentos, preparando-se para o ENEM geometria espacial CONE Prof.: Sérgio Oliveira Alguns objetos que lembram 0 formato cônico DEFINIÇÃO: O cone reto ou cone de revolução é o sólido gerado a partir da rotação completa de um triângulo retângulo em torno de um eixo. ELEMENTOS DE UM CONE Geratriz (g) Raio da base (r) Altura (h) r Relação importante Usando o teorema de Pitágoras, temos: CÁLCULO DA MEDIDA DA GERATRIZ DE UM CONE Importante saber... Quando o eixo é oblíquo à base, o cone se diz oblíquo. CONE EQUILÁTERO Se um cone reto tem medida da geratriz igual ao dobro da medida do raio da base ( g = 2.r), ele é chamado de cone equilátero. PLANIFICAÇÃO ÁREAS DA SUPERFÍCIE DE UM CONE ÁREA DA BASE: BASE: A base de um cone é um círculo de raio r, logo: SUPERFÍCIE LATERAL: A superfície lateral de um cone coincide com um setor circular obtido a partir de um círculo cujo raio é igual a geratriz desse cone, veja: ÁREAS DA SUPERFÍCIE DE UM CONE ÁREA DA SUPERFÍCIE LATERAL: Como a área do setor circular é proporcional ao comprimento do respectivo arco, podemos determinar a área lateral por meio de uma regra de três, veja: ÁREA LATERAL: Comprimento do arco Área do setor ÁREAS DA SUPERFÍCIE DE UM CONE ÁREA TOTAL: ÁREA TOTAL: EXEMPLO 1 Um chapéu de festa feito de cartolina, tem a forma de um cone reto e as dimensões indicadas na figura. Quantos centímetros quadrados são necessários para produzir 50 unidades desse chapéu? R = 31 400 cm² ENEM 2010 Um arquiteto está fazendo um projeto de iluminação de ambiente e necessita saber a altura que deverá instalar a luminária ilustrada na figura. Sabendo-se que a luminária deverá iluminar uma área circular de 28,26 m², considerando π ≅ 3,14, a altura h será igual a: A.3 m. B.4 m. C.5 m. D.9 m. E.16 m. ENEM 2020 No período de fim de ano, o síndico de um condomínio resolveu colocar, em um poste, uma iluminação natalina em formato de cone, lembrando uma árvore de Natal, conforme as figuras 1 e 2. A árvore deverá ser feita colocando-se mangueiras de iluminação, consideradas segmentos de reta de mesmo comprimento, a partir de um ponto situado a 3 m de altura no poste até um ponto de uma circunferência de fixação, no chão, de tal forma que esta fique dividida em 20 arcos iguais. O poste está fixado no ponto C (centro da circunferência) perpendicularmente ao plano do chão. Para economizar, ele utilizará mangueiras de iluminação aproveitadas de anos anteriores, que juntas totalizaram pouco mais de 100 m de comprimento, dos quais ele decide usar exatamente 100 m e deixar o restante como reserva. Para que ele atinja seu objetivo, o raio, em metro, da circunferência deverá ser de A 4,00. B 4,87. C 5,00. D 5,83. E 6,26. A geratriz de um cone circular reto mede cm. se a altura do cone é 7 cm, calcule a medida do raio da base. R = 1 cm EXEMPLO 2 Um desafio matemático construído pelos alunos de uma turma tem as peças no formato de um cone. A figura abaixo representa a planificação de uma das peças construídas. A área dessa peça é de: 10π 14π 20π 28π 40π EXEMPLO 3 VOLUME DE UM CONE Experimentalmente podemos demonstrar que o volume de um cone é exatamente do volume de um cilindro de mesma altura e mesma área da base, vejamos: Enchendo o cone com areia, será necessário despejar três vezes seu conteúdo no interior do cilindro, para enchê-lo. Portanto: VOLUME: Um copo de caldo de cana, no formato de um cone, tem 8 cm de diâmetro e 12 cm de altura. Qual a capacidade desse copo, em ml? R = 200,96 ml EXEMPLO 4 A ampulheta da figura consiste em dois cones idênticos, dentro de um cilindro. A altura do cilindro é de 6 cm e sua base tem 4 cm de diâmetro. a) Determine o volume de areia necessário para encher o cone. b) Determine a quantidade de espaço vazio entre os cones e o cilindro. APLICAÇÃO 5 EXERCÍCIOS EXERCÍCIO 1: A altura de um cone circular reto mede o triplo da medida do raio da base. Se o comprimento da circunferência dessa base é 8π cm, então o volume do cone, em centímetros cúbicos, é: a) 64π b) 48π c) 32π d) 16π e) 8π EXERCÍCIO 2: Um cone circular reto tem altura de 8 cm e raio da base medindo 6 cm. Qual é, em centímetros quadrados, sua área lateral? a) 20π b) 30π c) 40π d) 50π e) 60π No desenho a seguir, dois reservatórios de altura H e raio R, um cilíndrico e outro cônico, estão totalmente vazios e cada um será alimentado por uma torneira, ambas de mesma vazão. Se o reservatório cilíndrico leva 2 horas e meia para ficar completamente cheio, o tempo necessário para que isto ocorra com o reservatório cônico será de: a) 2 h b) 1 h e 30 min c) 1 h d) 50 min e) 30 min EXERCÍCIO 3: Uma pequena empresa prepara e acondiciona amendoins torrados em embalagens cônicas de dois tamanhos, conforme as imagens. Nessas condições, é correto afirmar que a diferença entre as áreas das superfícies dessas embalagens: a) É maior que 140 cm² b) Está entre 110 cm² e 140 cm² c) Está entre 90 cm² e 110 cm² d) É maior que 90 cm² e) É menor que 90 cm² EXERCÍCIO 4: