Volume do Cone
Para calcular o volume do cone, é necessário calcular o produto entre a área da base e a sua altura e dividir por três. O cone é um sólido geométrico classificado como corpo redondo devido a sua forma arredondada, que é uma consequência da sua base ser formada por um círculo.
Quando rotacionamos um triângulo em torno dele mesmo, é possível também encontrar o cone. Por isso, outra classificação comum é a de sólido de revolução, que tem o mesmo significado que corpo redondo. O cone possui elementos importantes, que são o vértice, a base, o raio da base, a geratriz e a altura.
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Videoaula sobre volume do cone
Elementos do cone
O cone é conhecido como corpo redondo ou sólido de revolução, sendo encontrado a partir da rotação de um triângulo.
Os principais elementos do cone são:
-
vértice;
-
base;
-
altura do cone;
-
raio da base;
-
geratriz do cone.
Primeiro vamos ver o vértice e a base de um cone, indicados na imagem a seguir:
Vejamos também o raio da base, a geratriz e a altura do cone:
h → altura
r→ raio
g → geratriz
No cone, uma propriedade importante que pode aparecer em problemas envolvendo volume é a relação pitagórica entre a geratriz, o raio da base e a altura do cone:
g² = h² + r²
Leia também: Quais as diferenças entre as figuras planas e as figuras espaciais?
Fórmula do volume do cone
Para calcular o volume de um cone, calculamos o produto entre a área da base e a altura e dividimos por 3.
Ab → área da base
h → altura
V → volume
Sabemos que a base do cone é sempre formada por um círculo, e a área do círculo é calculada por Acírculo = πr². Substituindo na fórmula do volume do cone como área da base, temos que:
V → volume
r → raio da base do cone
h → altura
Como calcular o volume do cone?
Para calcular o volume de um cone, é necessário conhecer a sua altura e o seu raio.
Exemplo 1:
Calcule o volume do cone a seguir (use π = 3,1):
Dados:
r = 5 cm
h = 12 cm
π = 3,1
Substituindo na fórmula do volume do cone, temos que:
Exemplo 2:
Um cone possui diâmetro da base medindo 12 cm e a sua geratriz é igual a 10 cm. Então, o seu volume é igual a? (Use π = 3,14.)
Para calcular o volume, precisamos do raio e da altura. Conhecendo o diâmetro, sabemos que o raio é igual ao diâmetro dividido por dois:
r = d : 2
r = 12 : 2
r = 6 cm
Conhecemos também o valor da geratriz (g = 10 cm). Para encontrar a altura h, aplicaremos o teorema de Pitágoras:
g² = h² + r²
10² = h² + 6²
100 = h² + 36
100 – 36 = h²
64 = h²
h² = 64
h = √64
h = 8 cm
Conhecendo a altura e o raio e usando π = 3,14, calcularemos o volume:
Veja também: Quais as diferenças entre círculo e circunferência?
Volume do cilindro e o volume do cone
Ao realizar a comparação entre um cilindro e um cone, quando a base do cilindro e a base do cone possuem a mesma medida, o volume do cone sempre é um terço do volume do cilindro.
Exercícios resolvidos sobre volume do cone
Questão 1 - (Enem - 2015 - Segunda aplicação) Ao perfurar um poço no chão, na forma de um cilindro circular reto, toda a terra retirada é amontoada na forma de um cone circular reto, cujo raio da base é o triplo do raio do poço e a altura é 2,4 metros. Sabe-se que o volume desse cone de terra é 20% maior do que o volume do poço cilíndrico, pois a terra fica mais fofa após ser escavada.
Qual é a profundidade, em metros, desse poço?
A) 1,44
B) 6,00
C) 7,20
D)8,64
E)36,00
Resolução
Alternativa B.
Seja r o raio do cilindro, então o raio do cone será 3r. Sabemos que a altura do cone é de 2,4 m, então calculando o volume do cone, temos que:
O volume do cilindro é dado por:
Vcilindro = πr²h
Sabemos que o cone possui 20% a mais de volume que o cilindro:
Vcone = 1,2 Vcilindro
Questão 2 - (Enem 2016) Em regiões agrícolas, é comum a presença de silos para armazenamento e secagem da produção de grãos, no formato de um cilindro reto, sobreposto por um cone, e dimensões indicadas na figura. O silo fica cheio e o transporte dos grãos é feito em caminhões de carga cuja capacidade é de 20 m³. Uma região possui um silo cheio e apenas um caminhão para transportar os grãos para a usina de beneficiamento.
Utilize 3 como aproximação para π.
O número mínimo de viagens que o caminhão precisará fazer para transportar todo o volume de grãos armazenados no silo é
A)6
B)16
C)17
D)18
E)21
Resolução
Alternativa D.
O volume de um silo é igual à soma do volume do cilindro com o volume do cone.
Dados:
-
altura do cone = 3 metros
-
raio do cone = 3 metros
-
altura do cilindro = 12 metros
-
raio do cilindro = 3 metros
-
π = 3
Calcularemos o volume do silo:
Como o caminhão tem capacidade para 20 m³, realizaremos a divisão do volume total do silo pelo volume do caminhão:
351 : 20 = 17,55
Serão necessárias pelo menos 18 viagens.