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Calculadora de volume

Seis sólidos, cada um com sua fórmula escrita antes de ser usada.

Por Nethanel Bar, Cofundador e CEO

Última atualização

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O curso de matemática da Coddy ensina o método em si: você trabalha cada passo em um quadro interativo e descobre exatamente onde a jogada deu errado.

Toda fórmula de volume é uma área vezes uma altura

Um prisma - um paralelepípedo, um cilindro, qualquer coisa com a mesma seção do começo ao fim - tem volume igual à área da base vezes a altura. Essa única ideia cobre dois dos seis sólidos daqui: um paralelepípedo é comprimento × largura × altura porque a área da base é comprimento × largura, e um cilindro é πr²h porque a base é um círculo de área πr². Aprender o padrão vence memorizar fórmulas separadas.

Os que afinam - o cone e a pirâmide - ficam com exatamente um TERÇO do prisma que os conteria. Mesma base, mesma altura, um terço do volume. Esse fator 1/3 não é arbitrário e é a coisa mais esquecida neste tópico: um cone do tamanho de um cilindro comporta um terço, o que é mais fácil de lembrar depois de despejar um dentro do outro.

A esfera é a exceção com 4/3πr³, e vale mantê-la exata pela mesma razão de tudo aqui: π é irracional, então 36π é uma resposta e 113.1 é um arredondamento dela. Esta página mantém o símbolo, informa o decimal ao lado e dá a área da superfície e a geratriz sempre que forem exatas.

O que observar

  • Para qualquer coisa em forma de prisma, volume é área da base × altura. Reconhecer isso transforma quatro fórmulas em uma ideia mais a fórmula de área certa.
  • Um cone ou pirâmide é um terço do prisma com a mesma base e altura. Esquecer o 1/3 é o erro clássico e deixa a resposta exatamente três vezes maior.
  • Todas as medidas devem estar na mesma unidade antes de começar, e o volume sai nessa unidade AO CUBO. Misturar centímetros e metros é um erro de fator um milhão.
  • Dobrar uma dimensão dobra o volume; dobrar as três multiplica por oito. É por isso que o volume cresce muito mais rápido que o comprimento.
  • π pertence à resposta, não ao desenvolvimento. 45π é exato, e multiplicar até 141.37 no fim não custa nada e é fácil de conferir.
  • A geratriz de um cone não é a altura dele. A geratriz é a hipotenusa do raio e da altura, e por isso sai como raiz - e é o que a área lateral precisa, não o volume.

Como achar um volume

  1. Identifique o sólido e escreva a fórmula

    Faça isso antes de tocar num número. Cubo s³, paralelepípedo clh, cilindro πr²h, esfera 4/3πr³, cone 1/3πr²h, pirâmide quadrada 1/3s²h.

  2. Confira se as unidades combinam

    Converta tudo para a mesma unidade primeiro. É o passo que arruina respostas em silêncio, porque a aritmética depois parece perfeita.

  3. Substitua as medidas

    Escreva a fórmula com os seus números dentro antes de calcular. Numa questão corrigida, essa linha substituída normalmente vale um ponto sozinha.

  4. Resolva as potências antes de multiplicar

    Num cilindro de raio 3 e altura 5: eleve o 3 primeiro para obter 9, então 9 · 5 = 45, dando 45π. Multiplicar antes de elevar dá um número diferente e errado.

  5. Dê a resposta em unidades cúbicas

    Um raio em centímetros dá um volume em centímetros cúbicos. Deixe π no lugar a menos que se peça um decimal.

As seis fórmulas, com um valor resolvido

Cada fórmula e o que ela dá num exemplo pequeno. Note o 1/3 nos dois sólidos que afinam.

SólidoFórmulaExemploVolume exatoDecimal
Cubos = 46464
Paralelepípedoc · l · h2, 3, 42424
Cilindroπr²hr = 3, h = 545π141.3717
Esfera4/3 πr³r = 336π113.0973
Cone1/3 πr²hr = 3, h = 412π37.6991
Pirâmide quadrada1/3 s²hs = 6, h = 44848
Esfera4/3 πr³r = 232π/333.5103
Cilindroπr²hr = 1/2, h = 4π3.1416

Exemplos resolvidos

Um cilindro de raio 3 e altura 5

plain
r = 3, h = 5

V = πr²h = π · 3² · 5 = π · 9 · 5 = 45π, cerca de 141.37. Eleve o raio ao quadrado antes de multiplicar pela altura; ao contrário dá 225π, cinco vezes demais.

Uma esfera de raio 3

plain
r = 3

V = 4/3 πr³ = 4/3 · π · 27 = 36π, cerca de 113.1. O 27 e o 4/3 se cancelam bem aqui, e por isso raio 3 é o exemplo de todo livro. A área da superfície é 4πr² = 36π também - uma coincidência exclusiva de r = 3.

Um cone de raio 3 e altura 4

plain
r = 3, h = 4

V = 1/3 πr²h = 1/3 · π · 9 · 4 = 12π, cerca de 37.7. Compare com o cilindro de mesma base e altura, que comporta 36π: o cone é exatamente um terço. A geratriz é √(3² + 4²) = 5, que o volume não precisa mas a superfície lateral sim.

Um cubo de lado 4

plain
s = 4

V = s³ = 4³ = 64, e nenhum π em lugar algum. A área da superfície é 6s² = 96, porque um cubo tem seis faces quadradas iguais. As duas respostas são inteiras, o que faz deste o exemplo útil para conferir o método.

Quando a resposta guarda uma fração: esfera de raio 2

plain
r = 2

V = 4/3 · π · 8 = 32π/3, cerca de 33.51. O 3 não divide 32, então a resposta exata guarda a fração - escrever 33.5 a perde, e em qualquer questão que continue com esse valor o erro viaja.

Erros comuns

  • Esquecer o 1/3 de um cone ou pirâmide. A resposta sai exatamente três vezes maior, o erro mais fácil de detectar quando você sabe procurar.
  • Misturar unidades. Converta primeiro: um raio em centímetros com uma altura em metros produz um número que não significa nada.
  • Multiplicar antes de elevar. Em πr²h é o raio que é elevado, não o produto - π · (3 · 5)² é uma quantidade completamente diferente.
  • Usar o diâmetro como raio. Isso dobra r, o que multiplica o volume de um cilindro por quatro e de uma esfera por oito.
  • Confundir volume com área da superfície. Um é o espaço interno e sai em unidades cúbicas; a outra é a casca e sai em unidades quadradas.
  • Usar a geratriz no volume de um cone. O volume precisa da altura perpendicular; a geratriz é para a área lateral.

Perguntas frequentes sobre volume

Qual a fórmula do volume de um cilindro?
V = πr²h - a área da base circular vezes a altura. Para raio 3 e altura 5 isso é π · 9 · 5 = 45π, cerca de 141.37. Eleve o raio ao quadrado antes de multiplicar pela altura.
Qual o volume de uma esfera?
V = 4/3 πr³. Uma esfera de raio 3 comporta 4/3 · π · 27 = 36π, cerca de 113.1. É a única fórmula daqui que não pode ser lida como área da base vezes altura, então tem de ser memorizada.
Por que há um 1/3 nas fórmulas do cone e da pirâmide?
Porque um cone ou pirâmide comporta exatamente um terço do prisma com a mesma base e a mesma altura. Despeje um cone cheio num cilindro do mesmo tamanho e ele enche um terço - o fator é um fato sobre afinar, não um truque.
Em que unidades sai um volume?
Na unidade das suas medidas, ao cubo. Centímetros dão centímetros cúbicos; metros dão metros cúbicos. Todas as medidas precisam ser convertidas para a mesma unidade ANTES do cálculo, ou a resposta não significa nada.
Como acho o volume de uma caixa retangular?
Multiplique as três dimensões: V = c · l · h. É área da base vezes altura como em qualquer prisma, já que a base de uma caixa mede c · l. Uma caixa 2 por 3 por 4 comporta 24 unidades cúbicas.
Qual a diferença entre volume e área da superfície?
Volume é o espaço interno e se mede em unidades cúbicas; área da superfície é a área total do lado de fora e se mede em unidades quadradas. Esta página informa as duas sempre que a área da superfície é exata - cubo, paralelepípedo, cilindro e esfera.
O que é a geratriz de um cone?
A distância do vértice descendo pela lateral inclinada até a borda: √(r² + h²), pelo teorema de Pitágoras no raio e na altura. É mais longa que a altura, é o que a fórmula da área lateral precisa, e não participa do volume.
Por que manter π simbólico?
Porque 45π é exato e 141.37 é um arredondamento. Questões de prova pedem com frequência a resposta em termos de π justamente porque pode ser conferida sem calculadora, e arredondar cedo num problema de vários passos perde precisão que os passos seguintes precisam.

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