Esfera
Esfera, estudada na geometria espacial, é um corpo redondo que é o conjunto de pontos no espaço que estão a uma distância igual ou menor que a distância r em relação ao centro O da esfera. Podemos observar alguns objetos esféricos no dia a dia, como uma laranja e outras frutas, o globo ocular, e as bolas utilizadas para a prática de esportes como o vôlei e o futebol.
Leia também: Cilindro — outro corpo redondo estudado na geometria espacial
Resumo sobre esfera
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A esfera é um sólido geométrico classificado como um corpo redondo e é estudada na geometria espacial.
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Dado um ponto O e uma distância r, a esfera é o conjunto de pontos que estão a uma distância igual ou menor que r do ponto O.
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Os principais elementos de uma esfera são o centro e o comprimento do seu raio.
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Outros elementos importantes dela são: polos, equador, paralelos e meridiano.
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A fórmula da área da superfície da esfera é:
\(A=4πr^2\)
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Para calcular o volume da esfera, usa-se:
\(V=\frac{4}3 πr^3\)
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Suas partes são: hemisfério, fuso esférico, cunha esférica e calota esférica.
O que é uma esfera?
A esfera é um corpo redondo estudado na geometria espacial. Podemos observar objetos esféricos no nosso cotidiano, como no formato de frutas, no formato do nosso globo ocular e também em bolas de vários esportes, como sinuca, futebol e vôlei. A esfera é definida pelo conjunto de pontos que estão a uma distância igual ou menor a r do centro O.
Quais são os elementos da esfera?
Os principais elementos da esfera são o centro e o comprimento do seu raio. O centro é um ponto que representaremos por O e o comprimento do seu raio será representado por r.
Existem outros elementos importantes na esfera, que recebem nome específico, são eles os polos, o equador, os paralelos, e o meridiano.
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Polos: representados na imagem pelos pontos P1 e P2, os pontos em que a superfície da esfera se encontra com o eixo central.
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Equador: é a maior circunferência obtida na esfera quando a interceptamos por um plano na horizontal.
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Paralelo: é qualquer circunferência obtida na esfera ao ser interceptada por um plano na horizontal.
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Meridiano: é qualquer circunferência obtida na esfera ao ser interceptada por um plano na vertical.
Veja também: Elementos do círculo e da circunferência
Como calcular a área da esfera?
Para calcular a área da superfície da esfera, é necessário conhecer a medida do seu raio. A fórmula da área da esfera é:
Exemplo:
Qual é a área de uma esfera que possui raio medindo 5 cm?
(Use π = 3)
Resolução:
Calculando a área, temos que:
\(A=4πr^2\)
\(A=4⋅3⋅5^2\)
\(A=4⋅3⋅25\)
\(A=12⋅25\)
\(A=300\ cm^2\)
Como calcular o volume da esfera?
Para calcular o volume da esfera, é necessário conhecer a medida do seu raio. A fórmula do volume da esfera é:
Exemplo:
Qual é o volume de uma esfera que possui raio medindo 5 cm?
(Use π = 3)
Resolução:
\(V=\frac{4}3⋅π⋅r^3\)
\(V=\frac{4}3⋅3⋅5^3\)
\(V=\frac{4}3⋅3⋅125\)
\(V=4⋅125\)
\(V=500\ cm^3\)
Quais são as partes da esfera?
Podemos dividir a esfera em algumas partes: o hemisfério, a cunha esférica, o fuso esférico e a calota esférica.
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Hemisfério: é obtido quando dividimos a esfera ao meio, logo, trata-se da metade da esfera. Podemos observar esse nome no dia a dia quando nos referimos à divisão da Terra em dois hemisférios: o Norte e o Sul.
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Fuso esférico: é a parte da superfície de uma esfera. Note que, no fuso, somente a superfície da esfera é considerada. Isso é o que diferencia o fuso esférico da cunha esférica, pois o fuso é uma área, é parte apenas da superfície da esfera.
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Cunha esférica: é um sólido geométrico obtido quando giramos uma semicircunferência em torno do diâmetro da esfera. Note que a cunha, diferentemente do fuso, é um sólido geométrico. Agora não consideramos somente uma parte da superfície da esfera, mas uma parte inteira da esfera, é como se fosse um gomo.
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Calota esférica: é a parte da esfera formada quando a interceptamos com um plano, e esse plano divide a figura em duas partes.
Saiba também: Tronco do cone — o sólido geométrico formado pela parte inferior de um cone após ser seccionado paralelamente à base
Exercícios resolvidos sobre esfera
Questão 1
Uma esfera possui área da superfície medindo 47.628 cm². Utilizando 3 como aproximação para π, a medida do diâmetro dessa esfera é:
A) 63 cm
B) 72 cm
C) 86 cm
D) 120 cm
E) 126 cm
Resolução:
Alternativa E
Como conhecemos a área da superfície dessa esfera, temos que:
\(A=47.628\)
\(47.628=4⋅3⋅r^2\)
\(47.628=12r^2\)
\(\frac{47.628}{12}=r^2\)
\(3969=r^2\)
\(r=\sqrt{3969}\)
\(r=63\)
Como o raio é de 63 cm, então o diâmetro é de 63 + 63 = 126 cm.
Questão 2
Um recipiente esférico possui raio medindo 9 cm. A medida do volume desse recipiente, em centímetros cúbicos, é de:
A) 81 π
B) 243 π
C) 635 π
D) 972 π
E) 1200 π
Resolução:
Alternativa D
Calculando o volume, temos que:
\(V=\frac{4}3 πr^3\)
\(V=\frac{4}{3} π⋅9^3\)
\(V=\frac{4}{3}⋅π⋅729\)
\(V=4π⋅243\)
\(V=972\ π\)