Enunciado

Projeto de uma frigideira. Você está projetando uma frigideira que terá o formato de uma tigela esférica com alças. Ao fazer uma experimentação em casa, percebe que conseguirá um modelo com cerca de 3 l de capacidade, se a profundidade for de 9   c m e o raio da esfera, 16   c m . Para ter certeza, você desenha a frigideira como um sólido de revolução, como se vê na figura, e calcula seu volume com uma integral. Arredondando para o inteiro mais próximo, qual será o volume obtido em c m ³ ? ( 1 l = 1000   c m 3 ) .

Passo 1

Então pessoal, por mais que pelo desenho a questão aparente ser complicada, isso é só impressão! Essa questão se trata de um cálculo comum de volume de um sólido de revolução! Como a profunidade da frigideira foi dada na vertical, isto é, no eixo y , então temos que encontrar uma expressão em função de y , obrigatoriamente! Segundo o George, para calcularmos o volume de um sólido em função do eixo y , basta calcularmos a seguinte integral:

V = ∫ a b π R y ² d y

Os intervalos de integração a figura nos dá, não é mesmo? Pela imagem a = - 16 e b = - 7 (do mais negativo para o menos negativo). Mas po, quem é esse R y aí, senhor amado?

Esse termo aí é a função raio do sólido que, segundo a figura, é dado pela equação:

x 2 + y 2 = 256

Como queremos uma expressão de x ( y ) , então:

x 2 = 256 - y ²

∴ x = 256 - y 2

Passo 2

Agora que temos todos os dados, basta colocarmos na integral, se liga:

V = ∫ - 16 - 7 π 256 - y 2 2 d y

V = π ∫ - 16 - 7 ( 256 - y 2 ) d y = 256 π ∫ - 16 - 7 d y - π ∫ - 16 - 7 y ² d y

Ufa! Depois de todos esses conceitos, agora encontramos uma integral mais tranquila de ser resolvida, não é mesmo? Sendo assim, teremos:

V = 256 π y - 7 - 16 - π y 3 3 - 7 - 16

V = 256 π - 7 - - 16 - π - 7 3 3 - - 16 3 3

V = 256 π . 9 - π . 3753 3

∴ V ≅ 3308   c m ³

Resposta

V ≅ 3308   c m ³

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Veja a figura e encontre o volume gerado pela rotação da região ao redor da reta especificada: R 2 em torno de AB .
Veja a figura e encontre o volume gerado pela rotação da região ao redor da reta especificada: R 2 em torno de O A .
Veja a figura e encontre o volume gerado pela rotação da região ao redor da reta especificada: R 3 em torno de B C .
Veja a figura e encontre o volume gerado pela rotação da região ao redor da reta especificada: R 3 em torno de O C .
Veja a figura e encontre o volume gerado pela rotação da região ao redor da reta especificada: R 3 em torno de A B .