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Esfera dentro de um prisma triangular regular

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Esfera dentro de um prisma triangular regular Empty Esfera dentro de um prisma triangular regular

Mensagem por akands Qui 10 Out 2013, 18:04

A figura abaixo representa uma caixa, com a forma de um prisma triangular regular, contendo uma bola perfeitamente esférica que tangencia internamente as cinco faces do prisma.
Esfera dentro de um prisma triangular regular 2009-disc-mat-03
Admitindo Esfera dentro de um prisma triangular regular 2009-disc-mat-04 determine o valor aproximado da porcentagem ocupada pelo volume da bola em relação ao volume da caixa.

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Minha dúvida é como encontrar a relação entre o raio do círculo com a medida do lado do prisma. Em todas as questões de geometria espacial, minha dúvida é esta; Qual a melhor forma?
Existe uma forma de eu ''abrir'' o prisma, transformando-o em uma imagem plana? Segue uma imagem;
https://2img.net/r/ihimg/photo/my-images/29/jq5w.png/
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Esfera dentro de um prisma triangular regular Empty Re: Esfera dentro de um prisma triangular regular

Mensagem por Elcioschin Qui 10 Out 2013, 19:44

Se é um prisma triangular regular as bases são triângulos equiláteros de lado L.

Seja r o raio da esfera

altura do prisma ----> H = 2r

Desenhe um triângulo equilátero ABC, de lado L representando uma das bases.
Inscreva um círculo no triângulo, de raio r e centro O e trace os três raios OM, ON e OP perpendiculares aos lados AB, BC e CA, respectivamente

OM = ON = OP = r ----> Esta medida corresponde a 1/3 da altura h do triângulo:

h = L.cos30º ----> h = L.\/3/2

r = h/3 ----> r = (L.\/3/2)/3 ----> r = L.\/3/6 ----> L² = 12.r² ----> I

Pronto, já tens a relação entre L e r

Calcule agora o volume do prisma ----> Vp = Sb.H ----> (L².\/3/4).2r ---> Substitua L² por I

Volume da esfera = (4/3).pi.r³


Pronto. Faça as contas finais
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Esfera dentro de um prisma triangular regular Empty Re: Esfera dentro de um prisma triangular regular

Mensagem por akands Seg 14 Out 2013, 13:53

Elcioschin escreveu:Se é um prisma triangular regular as bases são triângulos equiláteros de lado L.

Seja r o raio da esfera

altura do prisma ----> H = 2r

Desenhe um triângulo equilátero ABC, de lado L representando uma das bases.
Inscreva um círculo no triângulo, de raio r e centro O e trace os três raios OM, ON e OP perpendiculares aos lados AB, BC e CA, respectivamente

OM = ON = OP = r ----> Esta medida corresponde a 1/3 da altura h do triângulo:

h = L.cos30º ----> h = L.\/3/2

r = h/3 ----> r = (L.\/3/2)/3 ----> r = L.\/3/6 ----> L² = 12.r² ----> I

Pronto, já tens a relação entre L e r

Calcule agora o volume do prisma ----> Vp = Sb.H ----> (L².\/3/4).2r ---> Substitua L² por I

Volume da esfera = (4/3).pi.r³


Pronto. Faça as contas finais
Muito obrigado mestre;
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Esfera dentro de um prisma triangular regular Empty Re: Esfera dentro de um prisma triangular regular

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