Enunciado
Cálculo - Cálculo - 12ª Edição - Maurice D. Weir e Joel Hass (George B. Thomas)- Ed: 12º - Capítulo 6.1 - Ex. 61
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 de capacidade, se a profundidade for de e o raio da esfera, . 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 ? .
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 , então temos que encontrar uma expressão em função de , obrigatoriamente! Segundo o George, para calcularmos o volume de um sólido em função do eixo , basta calcularmos a seguinte integral:
Os intervalos de integração a figura nos dá, não é mesmo? Pela imagem e (do mais negativo para o menos negativo). Mas po, quem é esse aí, senhor amado?
Esse termo aí é a função raio do sólido que, segundo a figura, é dado pela equação:
Como queremos uma expressão de , então:
Passo 2
Agora que temos todos os dados, basta colocarmos na integral, se liga:
Ufa! Depois de todos esses conceitos, agora encontramos uma integral mais tranquila de ser resolvida, não é mesmo? Sendo assim, teremos: