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Esfera: tudo sai do raio (e o volume vai ao cubo)

Dobrou o diâmetro? A área vai a 4 vezes e o volume, a 8.

caiu 6× no ENEM · 2022 (2) · 2017 · 2016aula de 2 minutos
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Em 60 segundos

A esfera só tem uma medida que manda: o raio rr. Dele saem a área da superfície A=4πr2A = 4\pi r^2 e o volume V=43πr3V = \tfrac{4}{3}\pi r^3. Se o raio (ou o diâmetro) é multiplicado por kk, a área vai por k2k^2 e o volume — e a massa — por k3k^3: docinho com o dobro do diâmetro gasta 8 vezes mais massa. Todo corte plano da esfera é um círculo, e R2=r2+d2R^2 = r^2 + d^2 liga o raio da esfera, o raio do corte e a distância ao centro. Para contar esferas numa caixa, compare diâmetros com a aresta, não volumes.

A=4πr2V=43πr3A = 4\pi r^2 \qquad V = \dfrac{4}{3}\pi r^3

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    Raio × k → área × k² → volume (e massa) × k³

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    Área é 4πr24\pi r^2; volume é 43πr3\tfrac{4}{3}\pi r^3: não troque

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    Diâmetro = 2 × raio: confira qual dos dois o enunciado deu

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    Corte plano: R2=r2+d2R^2 = r^2 + d^2 e a calota tem altura h=R−dh = R - d

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    Esferas numa caixa: diâmetros por aresta, nunca volume ÷ volume

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Veja funcionando

00,511,522,533,54050100150200250raio rvalor numéricor = 1: V ≈ 4,2r = 2: V × 8r = 3: A e V valem 36π
  • volume V = 4/3·π·r³
  • área A = 4·π·r²
A área cresce com r², o volume com r³: de r = 1 para r = 2 o volume já fica 8 vezes maior, e a curva do volume dispara.

🎛️ Mexa no fator k e compare os três números: o raio cresce k vezes, a área k² e o volume k³ — com k = 2, o volume já fica 8 vezes maior.

🧪 Simulação

Amplie a esfera e veja área e volume

Escolha o raio da esfera e o fator de ampliação k; compare quanto crescem o raio, a área e o volume.

Área original
50,3 cm²
Volume original
33,5 cm³
Raio ampliado
4 cm
Fator na área (k²)
4
Fator no volume (k³)
8
Área ampliada
201,1 cm²
Volume ampliado
268,1 cm³
originalRampliadakROO'
O raio cresce k vezes; a área, k² vezes; o volume, k³ vezes.

Raio × 2: área × 4 (50,3 → 201,1 cm²) e volume × 8 (33,5 → 268,1 cm³).