(Unesp 2017)
Um cone circular reto, de vértice V e raio da base igual a 6 cm, encontra-se apoiado em uma superfície plana e horizontal sobre uma geratriz. O cone gira sob seu eixo de revolução que passa por V, deslocando-se sobre a superfície plana horizontal, sem escorregar, conforme mostra a figura.
O cone retorna à posição inicial após o círculo da sua base ter efetuado duas voltas completas de giro. Considerando que o volume de um cone é calculado pela fórmula \( \Large{ {\pi.r^2.h} \over {3} }\), o volume do cone da figura, em cm3, é igual a
Para nós calcularmos o volume nós precisamos da altura.
A altura de um cone reto, é a distância entre o vértice e a base.
O raio do cone é 6 cm
Note o triângulo retângulo VOC.
Digamos que VC mede r.
Por Pitágoras nós temos h2 +62 = r2 (eq1).
Nós queremos h.
Mas não temos r.
Note que r é o raio da circunferência que o cone descreve ao girar
A base do cone é uma circunferência.
O comprimento de uma circunferência é 2πr
Portanto, o comprimento da base do cone é
2π6
12π
Segundo a questão o cone dá 2 giros para descrever a circunferência no plano horizontal.
1º giro: 12π
2º giro: + 12π
Portanto, o comprimento da circunferência descrita pelo cone é 24π.
Sabendo que o comprimento de uma circunferência é 2πr, então
2πr = 24π
r = 12 cm raio da circunferência descrita pelo cone
Substituindo r em eq1
h2 +62 = 122
h = 6√3 cm
Finalmente, substituindo h na fórmula do volume de um cone