Enunciado

Uma superfície é gerada girando o arco circular de 0,8 m de raio e ângulo subtendido de 120∘ completamente em torno do eixo z. O diâmetro do pescoço é de 0,6 m. Determine a área externa A gerada.

Passo 1

Usando o teorema de Pappus, podemos escrever a expressão para a área do corpo como

A = θ ∑   x ‾ L A = θ x ‾ 1 L 1 + x ‾ 2 L 2 + x ‾ 3 L 3

Onde x é o centróide das linhas, L é o comprimento das linhas e θ ângulo de rotação

Observe que a distância d do centro do arco até seu centroide é:

d = r ⏞ = 0.80 m s i n ⁡ 60 ∘ 1 3 π ⏟ = 60 ∘ = 0.662 m

Portanto, a distância do centroide C1 ao eixo z é:

x 1 = 1.10 - d = 1.10 - 0.662 = 0.438 m

E o comprimento do arco é

L 1 = 120 ∘ 360 ∘ ⋅ 2 ⋅ 0.80 π = 1.676 m

Uma vez que o ângulo de rotação é

θ = 2 π

Passo 2

Coloque os valores na expressão (1)

A = 2 π ( 0.438 ⋅ 1.676 ) ]

A superfície total da área é

A = 4.612 m 2

Resposta

A = 4.612 m 2

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