Enunciado
Cálculo - Cálculo Volume 2 - 7ª Edição - James Stewart- Ed: 7º - Capítulo 15.9 - Ex. 30
Utilize coordenadas esféricas.
Determine o volume do sólido que está dentro da esfera , acima do plano e abaixo do cone .
Passo 1
Show de bola galera! Tudo certo? Queremos o volume do sólido descrito, que será dado por
Como estamos interessados na região dentro da esfera de raio , teremos . Além disso, como devemos estar acima do plano , isto é, .
O ângulo azimutal é o ângulo entre o eixo e o plano , e por isso deve ser inferior a : .
Por fim, devemos saber as restrições devido ao cone.
Devemos ter .
As seguintes equações devem ser utilizadas para converter em coordenadas esféricas
Passando para coordenadas cilíndricas:
Assim, o intervalo de variação do ângulo azimutal será na verdade . Portanto,
Passo 2
Fazendo a integral em :
Lembrando que
Simplificando
Portanto,