PROBLEMAS DE SUPERFICIES Y VOLÚMENES 1.-Calcular la diagonal, el área lateral, el área total y el volumen de un cubo de 5 cm de arista. 2.- Calcula la altura de un prisma que tiene como área de la base 12 dm2 y 48 l de capacidad. 3.- Calcular la diagonal de un ortoedro de 10 cm de largo, 4 cm de ancho y 5 cm de alto. 4.- Calcula el volumen, en centímetros cúbicos, de una habitación que tiene 5 m de largo, 40 dm de ancho y 2500 mm de alto. 5.- Calcula el área lateral, total y el volumen de una pirámide cuadrangular de 10 cm de arista básica y 12 cm de altura. 6.- Calcula el área lateral, total y el volumen de una pirámide hexagonal de 16 cm de arista básica y 28 cm de arista lateral. 8.- Calcula la cantidad de hojalata que se necesitará para hacer 10 botes de forma cilíndrica de 10 cm de diámetro y 20 cm de altura. 9.- Un cilindro tiene por altura la misma longitud que la circunferencia de la base. Y la altura mide 125.66 cm. Calcular el área total y volumen: 10.- Calcula el área lateral, total y el volumen de un cono cuya generatriz mide 13 cm y el radio de la base es de 5 cm. 11.- Calcula el área lateral, total y el volumen de un cono cuya altura mide 4 cm y el radio de la base es de 3 cm. Ejercicio nº 1.- Se quiere construir con alambre el esqueleto de un octaedro, de modo que cada arista mida 20 cm. ¿Qué cantidad de alambre será necesaria? Si luego quiero cubrirlo de cartulina ¿cuánto necesitaré? ¿Cuál será su volumen? Solución: 20 cm Un octaedro tiene 8 caras que son triángulos equiláteros y 12 aristas, que en este caso serán todas de 20 cm. Por tanto los centímetros que necesitaré de alambre para construir el esqueleto serán: 20 cm x 12 aristas= 240 cm de alambre. ba Cada triángulo tiene un área igual a: , como b=20 cm y a (la altura ATRIÁNGULO 2 del triángulo la tengo que hallar por Pitágoras) a 202 102 400 100 300 17, 32 cm 20 300 Tengo 8 triángulos, luego el Área 10·10 3=173, 21 cm2 2 2 2 total será: ATTOTAL 8 173, 21 cm 1385,68 cm . Para cubrirlo necesitaré 1385,68 cm 2 de ATRIÁNGULO cartulina. El volumen será igual a: Se calcula el volumen de un tetraedro de 20 cm de arista y luego multiplicamos por 2. A h ABASE a·a 20·20 400 cm2 V BASE 3 La altura del tetraedro vuelvo a calcularla por Pitágoras, conociendo la hipotenusa y el cateto menor. h 17, 322 102 300 100 200 14, 14 cm 400 14,14 1885,61 cm3 3 VOCTAEDRO 2·1885,61 cm3 3771,24 cm3 V Ejercicio nº 2.- Calcula el área lateral y el área total de un cilindro de 2 metros de radio y 2,5 metros de altura. Para ello, dibuja esquemáticamente su desarrollo y señala sobre él los datos necesarios. ¿Cuál es su volumen? Solución: ABASE · r2 314 · 4 1256 m2 ALAT 2 · · r · h 628 · 2 · 25 314 m2 ATOTAL 2ABASE ALAT 2512 314 5652 m2 V ABASE h ·r 2 ·h = 3, 14 · 4 ·2,5 = 31,4 m3 Ejercicio nº 3.- Calcula el área lateral y el área total de un cono cuya generatriz mide 10 cm y el radio de su base es de 2,5 cm. Dibuja esquemáticamente su desarrollo y señala sobre él los datos necesarios. Calcular su volumen. Solución: ABASE · r2 314 · 625 1962 cm2 ALAT · r · g 314 · 25 · 10 785 cm2 ATOTAL ABASE ALAT 1962 785 9812 cm2 h V 10 2 2, 5 2 9, 7 cm ABASE h 3 3,14 2, 52 9,7 63, 4 cm3 3 Ejercicio nº 4.- Describe el siguiente poliedro y clasifícalo atendiendo a sus características. Calcula el área si la arista de la base es 10 cm y 24 cm de altura: Solución: Base hexagonal regular. 6 caras laterales triangulares (triángulos isósceles iguales). Pirámide regular hexagonal. La apotema del hexágono que forma la base es: ap 102 52 100 25 75 8, 66 cm La apotema de la pirámide será: Ap 242 8, 662 576 74, 99 ABASE P a 6·10·8, 66 259, 8 cm2 2 2 650, 99 25, 51 cm ¿Cuál sería su volumen? ABASE h 3 259, 8 25 , 51 V 2209, 166 cm3 3 V Ejercicio nº 5.- ¿Qué cantidad de chapa se necesita para construir un depósito cilíndrico cerrado de 0,7 m de radio de la base y 1 metro de altura? Dibuja esquemáticamente su desarrollo y señala sobre él los datos necesarios. ¿Cuál es su capacidad en m3? Solución: ABASE · r2 314 · 049 154 m2 ALAT 2 · · r · h 628 · 07 44 m2 ATOTAL 2ABASE ALAT 308 44 748 m2 de chapa VC AB h 3,14 0, 72 1 1, 54 m3 Ejercicio nº 6. Las dimensiones de un ortoedro son a 7 cm, b 5 cm y c 10 cm. Dibuja esquemáticamente su desarrollo y calcula su área. Calcula su volumen. Solución: A 2 ab ac bc 2 7 · 5 7 · 10 5 · 10 2 35 70 50 2 · 155 310 cm2 V ABASE h 7·5·10 350 cm3 Ejercicio nº 7.- Un florero con forma cilíndrica tiene un diámetro interior de 12 cm y su altura es de 25 cm. Queremos llenarlo hasta los 2/3 de su capacidad. ¿Cuántos litros de agua necesitamos? VC AB h 3, 14 62 25 2 826 cm3 2 826 cm3 2, 826 dm3 2, 826 l 2 2, 826 1, 884 l 3 Necesitamos 1884 litros de 1dm3 1 l agua. Ejercicio nº 8.- Calcula el volumen de un cono cuya generatriz mide 12 cm y el radio de su base es de 5 cm. ABASE h 3 3, 14 5 2 10 , 9 3 285 , 36 cm3 V h 12 2 5 2 10, 9 cm Ejercicio nº 9.- Para medir el volumen de una piedra pequeña utilizamos una vasija cilíndrica y echamos agua hasta su mitad. El diámetro interior de la vasija es de 10 cm y la altura que alcanza el agua es de 15 cm. Al introducir la piedra el nivel del agua sube 2 cm. ¿Cuál es el volumen de la piedra? Solución: Arquímedes dijo que el volumen de un cuerpo sumergido en el agua es igual al del agua que desaloja. Es decir que si el nivel del agua sube 2 cm al introducir la piedra, su volumen será igual al de un cilindro que tiene 2 cm de altura y 10 de diámetro, o lo que es lo mismo 5 de radio. VPIEDRA base·h= · 52 · 2 157 cm3 Ejercicio nº 10.- Calcula el volumen de estos cuerpos: Solución: ABASE h 3 2 12 20 3 960 cm3 V ABASE h 3 2 3,14 10 17 3 1 779, 3 cm3 V Ejercicio nº 11. Calcula el volumen de estos cuerpos: V ABASE h 48 6, 9 15 2 2 484 cm3 Solución: V r 2 h V ABASE h 3,14 25 12 8 2 16 942 cm3 1 024 cm3 4 3 r 3 4 3,14 7 3 3 1 436 cm3 V Ejercicio nº 12.- Teniendo en cuenta las medidas señaladas, calcula el volumen de esta figura: VSE Solución: VC 14 2 4 r 3,14 25 52,3 cm3 23 6 AB h 314 cm3 3 VFIGURA 52, 3 314 366, 3 cm3 Ejercicio nº 1.- Expresa en cm3: a 1 m3 b 5 400 mm3 c 0,003 dam3 Solución: a 1 m3 1 · 1 000 000 cm3 1 000 000 cm3 b 5 400 mm3 5 400 : 1 000 cm3 54 cm3 c 0,003 dam3 0,003 · 1 000 000 000 cm3 3 000 000 cm3 Ejercicio nº 2.- Calcula el volumen de estos cuerpos: Solución: V r 2 h V ABASE h 3,14 25 12 8 2 16 942 cm3 1 024 cm3 4 3 r 3 4 3,14 7 3 3 1 436 cm3 V Ejercicio nº 3.- Halla el volumen de este prisma de base hexagonal regular: Solución: a 10 2 5 2 8, 66 cm V ABASE h P a 60 8, 66 ABASE 259, 8 cm 2 2 V 259, 8 25 6 495 cm3 Ejercicio nº 4.- Calcula el volumen de una pirámide regular cuya base es un cuadrado de 24 cm de lado y su arista lateral es de 37 cm. Solución: a 24 2 24 2 33, 9 cm a 16, 95 cm 2 h V 37 2 16, 95 2 32, 9 cm ABASE h 242 32,9 6316,8 cm3 3 3 Ejercicio nº 5.- Calcula el volumen de un cono cuya generatriz mide 25 cm y el radio de su base es de 12 cm. Solución: h V 25 2 12 2 21, 9 cm ABASE h 3,14 122 21,9 3300,8 cm3 3 3 Ejercicio nº 6.- Calcula el volumen del tronco de pirámide y del tronco de cono: Solución: A BM 6 34 29,4 2998,8 cm2 2 VPG ABASE h 2 998, 8 20 19 992 cm3 3 3 3 1 1 VPP VPG 19 992 2 499 cm3 8 2 VTRONCO 19 992 2 499 17 493 cm3 x 15 x 3 x 45 6 x x 15 cm 6 3 A h 3,14 6 2 30 VCG BASE 1 130, 4 cm3 3 3 3,14 3 2 15 VCP 141, 3 cm3 3 VTRONCO 1 130, 4 141, 3 989,1 cm3 Ejercicio nº 7.- Teniendo en cuenta las medidas señaladas, calcula el volumen de esta figura: Solución: VC AB h 3,14 8 2 25 5 024 cm3 VSE 1 4 2 4 3,14 8 2 133, 97 cm3 r 23 6 VFIGURA 5 024 133, 97 5157, 97 cm3 Ejercicio nº 8.- Un florero con forma cilíndrica tiene un diámetro interior de 12 cm y su altura es de 25 cm. Queremos llenarlo hasta los 2/3 de su capacidad. ¿Cuántos litros de agua necesitamos? Solución: VC AB h 3,14 6 2 25 2 826 cm3 2 826 cm3 2, 826 litros 2 2, 826 1, 884 3 Necesitamos 1884 litros de agua. Ejercicio nº 9.- Expresa en m3: a 15 500 dm3 b 23 dam3 c 0,003 hm3 Solución: a 15 500 dm3 15 500 : 1 000 m3 155 m3 b 23 dam3 23 · 1 000 m3 23 000 m3 c 0,003 hm3 0,003 · 1 000 000 m3 3 000 m3 Ejercicio nº 10.- Calcula el volumen de estos cuerpos: Solución: V ABASE h 9 7 20 1 260 cm3 ABASE h 3 3,14 5 2 17 3 3 444, 8 cm V V ABASE h 3,14 6 2 15 1 695, 6 cm3 Ejercicio nº 11.- Halla el volumen de este prisma cuyas bases son triángulos equiláteros: Solución: h1 92 4, 52 7, 8 cm V ABASE h b h 9 7, 8 ABASE 35,1 cm2 2 2 V 35,1 15 526, 5 cm3 Ejercicio nº 12.Calcula el volumen de una pirámide regular cuya base es un hexágono de 20 cm de lado y su arista lateral es de 29 cm. Solución: h 292 202 21 cm a 202 102 17,3 cm ABASE h 3 P a 120 17,3 ABASE 1038 cm2 2 2 1038 21 V 7 266 cm3 3 V Ejercicio nº 13.- Calcula el volumen de un cono cuya generatriz mide 20 cm y el radio de su base es de 10 cm. Solución: h V 20 2 10 2 17, 3 cm ABASE h 3,14 102 17,3 1810,7 cm3 3 3 Ejercicio nº 14.- Calcula el volumen de estos cuerpos: Solución: VPG A BASE h 720 cm3 3 3 3 1 5 1 15 3 27 1 VPP VPG 26,7 cm3 27 VTRONCO VPG VPP 693,3 cm3 x 16 x 6 x 96 8 x x 48 cm 8 6 A h VCG BASE 4 287,1 cm3 3 A h VCP BASE 1 808, 6 cm3 3 VTRONCO VCG VCP 4 287,1 1 808, 6 2 478, 5 cm3 Ejercicio nº 15.- Teniendo en cuenta las medidas señaladas, calcula el volumen de esta figura: Solución: VSE VC 14 2 4 r 3,14 25 52,3 cm3 23 6 AB h 314 cm3 3 VFIGURA 52, 3 314 366, 3 cm3 Ejercicio nº 16.- Una piscina tiene forma de prisma rectangular de dimensiones 25m x 15m x 3m. ¿Cuántos litros de agua son necesarios para llenar los 4/5 de su volumen? Solución: VP 25 15 3 1 125 m 3 v olumentotal 1 125 m 3 1 125 1 000 dm 3 1 125 000 litros 4 1 125 000 900 000 litros 5 Son necesarios 900 000 litros. Ejercicio nº 17.- Expresa en mm3: a 23 cm3 b 7 dm3 c 0,045 m3 Solución: a 23 cm3 23 · 1 000 mm3 23 000 mm3 b 7 dm3 7 · 1 000 000 mm3 7 000 000 mm3 c 0,045 m3 0,045 · 1 000 000 000 mm3 45 000 000 mm3 Ejercicio nº 18.- Calcula el volumen de estos cuerpos: Solución: A BASE V ABASE h 3,14 4 11 2 552,64 cm3 60 8,66 259,8 cm 2 ABASE h 3 259,8 25 3 2165 cm3 V V 4 3 r 3 4 3,14 113 3 506,6 cm2 Ejercicio nº 19.- Halla el volumen de este prisma de base cuadrada: Solución: h 37 2 12 2 35 cm V ABASE h V 122 35 5040 cm3 Ejercicio nº 20.- Calcula el volumen de una pirámide regular cuya base es un hexágono de 18 cm de lado y su altura es de 40 cm. Solución: a 18 2 9 2 15, 6 cm ABASE h 3 P a ABASE 842, 4 cm2 2 842, 4 40 V 11 232 cm3 3 V Ejercicio nº 21.- Calcula el volumen de un cono cuya generatriz mide 10 cm y el radio de su base es de 2,5 cm. Solución: h V 10 2 2, 5 2 9, 7 cm ABASE h 3,14 2,52 9,7 63, 4 cm3 3 3 Ejercicio nº 22.- Calcula el volumen del tronco de pirámide y del tronco de cono: Solución: VPG 3 A BASE h 800 cm3 3 3 1 12 1 24 2 8 1 VPP VPG 100 cm3 8 VTRONCO VPG VPP 700 cm3 10 x x 20 2 x 4 x 4 2 A h VCG BASE 334, 9 cm3 3 A h VCP BASE 41, 9 cm3 3 VTRONCO VCG VCP 293 cm3 x 10 cm Ejercicio nº 23.- Teniendo en cuenta las medidas señaladas, calcula el volumen de esta figura: Solución: AB h 92 9 243 cm3 3 3 3 3 1 3 1 3 VTRONCO 243 9 234 cm 9 3 27 1 3 VPP 243 9 cm 27 VPG VCUBO a3 93 729 cm3 VFIGURA 729 234 963 cm3 Ejercicio nº 24.- El suelo de un depósito cilindrico tiene una superficie de 45 m 2. El agua que contiene alcanza 2,5 metros. Para vaciarlo se utiliza una bomba que extrae 8 hl por minuto. ¿Cuánto tiempo tardará en vaciarse? Solución: VAGUA AB · h 45 · 25 1125 m3 112 500 litros 112 500 : 800 140625 minutos 2h 20 min 37 s