9º ano → Área de superfície e volume ↓
Volume de um prisma
Entendendo o prisma
Um prisma é uma figura tridimensional que consiste em duas faces paralelas e idênticas, chamadas de bases, e lados retangulares conectando essas bases. O tamanho e a forma da base determinam o nome do prisma. Se a base é um triângulo, é chamado de prisma triangular. Se a base é um retângulo, é chamado de prisma retangular, e assim por diante.
Prismas são muito comuns em nosso dia a dia. Considere uma barra de chocolate que está dividida igualmente em pedaços retangulares, ou uma caixa retangular longa, estes são exemplos de prismas retangulares.
Exemplo 1: Identificando formas de prismas
Observe as seguintes figuras e identifique que tipo de prismas elas são:
a) Uma tenda na forma de um prisma triangular.
b) Uma caixa de cereal, que parece um prisma retangular.
c) Chocolate Toblerone, que é um exemplo de prisma triangular.
Conceito de volume
O volume de um sólido é o espaço que ele ocupa. Por exemplo, o volume de água em um recipiente é determinado pelo espaço que ocupa no interior. Para um prisma, o volume é determinado pela área de sua base e sua altura.
Para entender melhor o volume, imagine preencher a forma com cubos unitários (cubos com 1 unidade de lado em cada lado). O número total desses cubos unitários representará o volume do prisma.
Fórmula do volume para prismas
A fórmula para encontrar o volume de um prisma é:
Volume = Área da Base × Altura
Aqui, a "área da base" é a área da base do prisma, e a "altura" é a distância perpendicular entre as duas bases.
Calculando volume - passo a passo
Siga estes passos para encontrar o volume de um prisma:
Passo 1: Determine a área da base
Primeiro, encontre a área da base. A base pode ter várias formas, como triângulo, retângulo, etc. Use a fórmula apropriada para a forma da base.
Para uma base triangular com largura da base b
e altura h_b
:
Área da Base (Triângulo) = 0,5 × b × h_b
Para uma base retangular com comprimento l
e largura w
:
Área da Base (Retângulo) = l × w
Passo 2: Meça a altura do prisma
Encontre a altura do prisma, que é a distância entre duas bases iguais.
Passo 3: Aplique a fórmula do volume
Calcule o volume multiplicando a área da base pela altura do prisma.
Exemplo:Considere um prisma retangular com uma base medindo 4 unidades por 3 unidades e uma altura de 5 unidades.
Calcule a área da base:
Área da Base = 4 unidades × 3 unidades = 12 unidades quadradas
Agora, calcule o volume:
Volume = Área da Base × Altura = 12 unidades quadradas × 5 unidades = 60 unidades cúbicas
Mais exemplos
Exemplo 2: Prisma triangular
Encontre o volume de um prisma triangular cuja base triangular tem 6 cm de comprimento e 4 cm de altura, e a altura do prisma é 10 cm.
Encontre a área da base triangular:
Área da Base = 0,5 × 6 cm × 4 cm = 12 cm²
Calcule o volume:
Volume = Área da Base × Altura = 12 cm² × 10 cm = 120 cm³
Exemplo 3: Prisma cilíndrico
Encontre o volume de um prisma cilíndrico (comumente chamado de cilindro) de raio 3 m e altura 7 m.
A base neste caso é um círculo, então usamos a fórmula para a área de um círculo:
Área da Base = π × r² = π × (3 m)² = 9π m²
Volume de um prisma cilíndrico:
Volume = Área da Base × Altura = 9π m² × 7 m = 63π m³
Casos especiais: prismas retos vs. oblíquos
Um prisma retângulo é aquele em que os lados são perpendiculares à base, ou seja, os lados são retangulares. Em um prisma oblíquo, as bases não estão alinhadas diretamente uma acima da outra, mas a fórmula do volume permanece a mesma, pois as seções transversais paralelas à base permanecem constantes com a altura.
Conclusão
Compreender o volume de um prisma capacita você a calcular o espaço que ele ocupa, o que é essencial em várias áreas, incluindo arquitetura, engenharia e tarefas cotidianas como embalar caixas ou encher recipientes. Usando a fórmula Volume = Área da Base × Altura
, você pode encontrar o volume de qualquer prisma, desde que conheça seu formato de base.
Pratique encontrar volume com diferentes formatos de base e entenda como o volume muda quando a área da base ou a altura muda. Essa exploração solidificará seu aprendizado e aplicação do conceito de volume do prisma.