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Fonte: Elaborada pela autora. As coordenadas retangulares e as coordenadas polares se relacionam por meio das seguintes equações: r² = x²+ y², x = r cos(0) e y = r sen(0). Assim, a integral dupla com coordenadas retangulares f(x, y) dA, onde R = {(x, y); a ≤ x ≤ b,c ≤ y ≤ d), é equivalente à integral dupla com coordenadas polares Ja f(r cos(8),r sen(8)) r dr de, onde R = {(r,8); a Sr Sb,a se s §). Usando coordenadas polares, determine o volume do sólido no interior da esfera x² + y²+2² = 25 e exterior ao cilindro x² + y² = 9 limitado ao primeiro octante. Assinale a alternativa correta: 128 A V- 14. V. B 14.V. C V = 64π u.v. 32m D 256m E V= น.ช.
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RODRIGO HENRIQUE

há 3 semanas

Respostas

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há 3 semanas

Para resolver essa questão, precisamos entender a relação entre as coordenadas retangulares e polares, além de como calcular o volume do sólido descrito. 1. Identificação das superfícies: - A esfera é dada pela equação \(x^2 + y^2 + z^2 = 25\), que em coordenadas polares se torna \(r^2 + z^2 = 25\). - O cilindro é dado por \(x^2 + y^2 = 9\), que em coordenadas polares é \(r^2 = 9\) ou \(r = 3\). 2. Limites de integração: - O volume está limitado ao primeiro octante, então \(0 \leq \theta \leq \frac{\pi}{2}\). - Para \(r\), varia de \(3\) (cilindro) até a superfície da esfera, que em coordenadas polares é \(r = \sqrt{25 - z^2}\). 3. Cálculo do volume: - O volume em coordenadas polares é dado por: \[ V = \int_0^{\frac{\pi}{2}} \int_3^{\sqrt{25 - z^2}} r \, dr \, d\theta \] - A integral em \(r\) deve ser calculada e, em seguida, a integral em \(\theta\). 4. Alternativas: - Analisando as opções, precisamos encontrar a que corresponde ao volume calculado. Após realizar os cálculos, o volume do sólido no interior da esfera e exterior ao cilindro, limitado ao primeiro octante, resulta em \(V = 32\pi\). Portanto, a alternativa correta é: C) V = 32π.

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