Fórmulas Cone

Fórmulas do Cone — área, volume, geratriz e planificação

Fórmulas do Cone (circular reto)

Fórmulas do cone: Ab=πr², g=√(r²+h²), Aℓ=πrg, At=πr(g+r), V=(1/3)πr²h
Cone circular reto com raio \(r\), altura \(h\) e geratriz \(g\).

O cone é um dos principais corpos redondos. Aqui você encontra todas as fórmulas do cone circular reto, com exemplos passo a passo. Para comparar com outros sólidos: esfera, cubo, paralelepípedo. Para mais prática geral com sólidos, veja exercícios de esfera.

Notação

  • \(r\): raio da base (círculo) — diâmetro \(d=2r\);
  • \(h\): altura (distância do vértice ao centro da base — perpendicular ao plano da base);
  • \(g\): geratriz (lado inclinado). Para cone reto: \( \displaystyle g=\sqrt{r^{2}+h^{2}} \).

Fórmulas principais

Área da base
\( \displaystyle A_b=\pi r^{2} \)
Área lateral
\( \displaystyle A_\ell=\pi r g \)
Origem: na planificação, a lateral vira um setor de raio \(g\) e arco \(2\pi r\).
Área total
\( \displaystyle A_t=A_\ell+A_b=\pi r(g+r) \)
Volume
\( \displaystyle V=\frac{1}{3}\,\pi r^{2}h \)
Para cone oblíquo vale \(V=\tfrac{1}{3}A_b h\).

Planificação (ângulo do setor)

Ao “abrir” a lateral, obtemos um setor circular de raio \(g\) e arco \(2\pi r\). Logo, o ângulo do setor é

Em graus: \( \displaystyle \alpha=360^\circ\cdot \frac{r}{g} \)
Em radianos: \( \displaystyle \theta=\frac{2\pi r}{g} \)

Tronco do cone (bônus)

Se o cone é cortado por um plano paralelo à base (raios \(r_1>r_2\), altura \(h\)), com \( \displaystyle g=\sqrt{(r_1-r_2)^2+h^2} \):

  • Área lateral: \( \displaystyle A_\ell=\pi(r_1+r_2)\,g \)
  • Área total: \( \displaystyle A_t=A_\ell+\pi r_1^2+\pi r_2^2 \)
  • Volume: \( \displaystyle V=\frac{1}{3}\pi h\,(r_1^2+r_1r_2+r_2^2) \)

Exemplos resolvidos (passo a passo, um por linha)

Exemplo 1 — do clássico 3-4-5. Dado \(r=3\ \text{cm}\) e \(h=4\ \text{cm}\), calcule \(g\), \(A_\ell\), \(A_t\) e \(V\).

\(g=\sqrt{r^{2}+h^{2}}=\sqrt{3^{2}+4^{2}}=\sqrt{9+16}=5\)
\(A_\ell=\pi r g=\pi\cdot 3\cdot 5=15\pi\ \text{cm}^{2}\)
\(A_b=\pi r^{2}=\pi\cdot 9=9\pi\ \text{cm}^{2}\)
\(A_t=A_\ell+A_b=15\pi+9\pi=24\pi\ \text{cm}^{2}\)
\(V=\frac{1}{3}\pi r^{2}h=\frac{1}{3}\pi\cdot 9\cdot 4=12\pi\ \text{cm}^{3}\)

Exemplo 2 — ângulo da planificação. Um cone tem \(r=4\ \text{cm}\) e \(g=10\ \text{cm}\). Encontre o ângulo do setor em graus.

\( \alpha=360^\circ\cdot \frac{r}{g}=360^\circ\cdot \frac{4}{10}=144^\circ \)

Exemplo 3 — tronco do cone. Para \(r_1=6\ \text{cm}\), \(r_2=4\ \text{cm}\), \(h=8\ \text{cm}\):

\(g=\sqrt{(6-4)^2+8^2}=\sqrt{4+64}=\sqrt{68}=2\sqrt{17}\ \text{cm}\)
\(A_\ell=\pi(r_1+r_2)g=\pi\cdot 10\cdot 2\sqrt{17}=20\pi\sqrt{17}\ \text{cm}^{2}\)
\(V=\tfrac{1}{3}\pi h(r_1^{2}+r_1r_2+r_2^{2})=\tfrac{1}{3}\pi\cdot 8\cdot(36+24+16)=\tfrac{608}{3}\pi\ \text{cm}^{3}\)

Exercícios rápidos (múltipla escolha com solução)

1) Num cone com \(r=5\ \text{cm}\) e \(h=12\ \text{cm}\), calcule \(g\) e \(A_\ell\).

  1. \(g=12,\ A_\ell=60\pi\)
  2. \(g=13,\ A_\ell=65\pi\)
  3. \(g=13,\ A_\ell=60\pi\)
  4. \(g=12,\ A_\ell=65\pi\)
Ver solução
\(g=\sqrt{5^{2}+12^{2}}=13\)
\(A_\ell=\pi r g=\pi\cdot 5\cdot 13=65\pi\ \text{cm}^{2}\)

Resposta: B.

2) Um cone tem \(d=10\ \text{cm}\) e \(h=12\ \text{cm}\). A área total é:

  1. \(80\pi\)
  2. \(85\pi\)
  3. \(90\pi\)
  4. \(95\pi\)
Ver solução
\(r=5,\ g=\sqrt{5^{2}+12^{2}}=13\)
\(A_\ell=\pi r g=65\pi,\ A_b=\pi r^{2}=25\pi,\ A_t=90\pi\ \text{cm}^{2}\)

Resposta: C.

3) Se multiplicarmos \(r\) e \(h\) por 3, o volume do cone fica:

  1. 3 vezes maior
  2. 6 vezes maior
  3. 9 vezes maior
  4. 27 vezes maior
Ver solução
\(V\propto r^{2}h\Rightarrow (3^{2}\cdot 3)=27\)

Resposta: D.

Erros comuns & dicas

  • Trocar \(g\) por \(h\) em \(A_\ell=\pi r g\).
  • Volume sempre usa \(h\) (altura) e não a geratriz.
  • Unidades: área em cm²/m²; volume em cm³/m³.
  • Se derem apenas \(g\) e \(r\), obtenha \(h=\sqrt{g^{2}-r^{2}}\).

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