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Aula 371 — Área e volume do cone

50 min

Objetivo geral

Calcular a área lateral, a área total e o volume de um cone reto, reconhecendo o fator 1/3 no volume (analogia com a pirâmide).

Objetivos específicos

  • Enunciar a fórmula da área lateral do cone: Alateral = πrg.
  • Enunciar a fórmula da área total do cone: Atotal = πr(r+g).
  • Enunciar a fórmula do volume do cone: V = (1/3)πr2h.
  • Reconhecer o cone como o "análogo circular" da pirâmide (mesmo fator 1/3 em relação ao cilindro).

Conhecimentos prévios

  • Cones, Aula 370.
  • Área e volume da pirâmide, Aula 369.

Recursos didáticos

  • Apresentação de slides — Possor_MatAula371_Apresentacao.pptx.
  • Quadro/lousa e material de escrita.
  • GeoGebra 3D Calculator, para visualizar e manipular os sólidos em 3D.

Desenvolvimento da aula

Acolhida e Sondagem de Conhecimentos Prévios

5 min · Ausubel — ativação de subsunçores

O professor pergunta: por que o volume do cone tem o mesmo fator 1/3 que o volume da pirâmide?

Problematização Inicial

5 min · Bachelard — obstáculo epistemológico antecipado

Escrever no quadro lado a lado Vpirâmide=(1/3)Abase×h e Vcone=(1/3)πr2h e perguntar se é coincidência. Obstáculo a nomear (sem resolver ainda): achar que é coincidência numérica — na verdade o cone é o "análogo circular" da pirâmide (base circular em vez de poligonal), e a mesma razão 1/3 entre o sólido "pontudo" e o cilindro/prisma correspondente de mesma base e altura se aplica igualmente aos dois.

Desenvolvimento Conceitual

20 min · Exposição dialogada

Apresentação dos slides 2 a 9: Alateral=πrg (setor circular "desenrolado"); Atotal=πr(r+g); V=(1/3)πr2h — exatamente 1/3 do volume do cilindro de mesma base e altura, pela mesma razão geométrica que faz a pirâmide ter 1/3 do volume do prisma correspondente. Resolvendo a pergunta do Momento 2: não é coincidência — cone está para cilindro assim como pirâmide está para prisma, e a demonstração geométrica (por integração ou por empilhamento) é a mesma em ambos os casos, só trocando a base poligonal pela circular.

Resolução Guiada

10 min · Vygotsky — Zona de Desenvolvimento Proximal

Resolução guiada: para um cone reto com r=3, h=4, g=5 (mesmo trio da Aula 370), calcular coletivamente Alateral=π×3×5=15π e V=(1/3)×π×9×4=12π. Em duplas: calcular Atotal=π×3×(3+5)=24π e comparar com o volume do cilindro de mesma base e altura (π×9×4=36π), confirmando que 12π é exatamente 1/3 de 36π.

Exercícios de Fixação

7 min · Prática independente

Aplicação individual (ou em duplas) da lista de exercícios de fixação (seção 8 deste plano).

Síntese e Fechamento

3 min · Consolidação (fechamento circular)

Retomar a pergunta do Momento 1: não é coincidência — o cone é o análogo circular da pirâmide, e a razão 1/3 entre o sólido "pontudo" e o prisma/cilindro correspondente vale para os dois pela mesma construção geométrica.

Avaliação formativa

Ao longo da aula: perguntas rápidas de verificação (Momento 3) e observação direta durante a resolução guiada (Momento 4). Ao final: correção coletiva dos exercícios.

Lista de exercícios

1. Calcule a área lateral de um cone reto com r=3 e g=5.

Gabarito: Alateral=π×3×5=15π.

2. Calcule a área total desse mesmo cone.

Gabarito: Atotal=π×3×(3+5)=24π.

3. Calcule o volume desse mesmo cone (h=4).

Gabarito: V=(1/3)×π×32×4=12π.

4. Qual o volume do cilindro de mesma base e altura desse cone, e que razão ele tem com o volume do cone?

Gabarito: Vcilindro=π×9×4=36π; o cone tem exatamente 1/3 desse volume (12π é 1/3 de 36π).

5. Encontre o erro: "o fator 1/3 no volume do cone é uma coincidência numérica, sem relação com a pirâmide."

Gabarito: Errado: o cone é o análogo circular da pirâmide (base circular em vez de poligonal), e a mesma razão 1/3 vale para os dois em relação ao cilindro/prisma correspondente.