O que e um cubo

O cubo é um dos objetos sólidos tridimensionais mais comuns. A principal característica dos cubos é que possuem todas as faces com o mesmo comprimento. Os cubos têm 6 faces, 12 arestas e 8 vértices. Essas figuras têm exemplos muito comuns na vida real, como o cubo de Rubik e um dado padrão de 6 lados.

A seguir, veremos uma definição mais detalhada de cubos e usaremos diagramas para ilustrar os conceitos. Além disso, conheceremos as características mais importantes dos cubos. Finalmente, veremos as fórmulas mais importantes dessas figuras geométricas e as usaremos para resolver alguns exercícios.

O cubo é um objeto sólido tridimensional delimitado por seis faces quadradas. Três dessas faces se encontram em cada vértice. O cubo também é definido como um hexaedro, ou seja, um sólido com seis faces. Os cubos são um tipo de prismas quadrados.

Muitas vezes, a forma de um cubo é considerada um bloco, onde comprimento, altura e largura são iguais. Além disso, uma característica principal dos cubos é que eles têm 6 faces, 8 vértices e 12 arestas.

Podemos distinguir esses elementos no diagrama a seguir.

O que e um cubo

Na imagem podemos ver o vértice, a face e a aresta. As faces do cubo são conectadas por quatro vértices. As arestas do cubo são conectadas em um único ponto, que é o vértice.

Como o cubo é uma figura 3D, os dois parâmetros importantes usados ​​para medir o cubo são o volume e a área da superfície.

Características fundamentais de um cubo

A seguir estão as características mais importantes dos cubos:

  • Todos os suas faces têm formato quadrado.
  • Todas as faces e lados têm dimensões iguais.
  • Cada uma das faces encontra quatro faces.
  • Os ângulos internos do cubo são ângulos retos.
  • Cada um dos vértices encontra três faces e três arestas.
  • As arestas opostas são paralelas.

Fórmulas importantes de um cubo

As fórmulas de cubo mais importantes para resolver exercícios são a fórmula do volume, a fórmula da área de superfície e a fórmula diagonal.

Fórmula de volume de cubos

O volume de um cubo pode ser calculado multiplicando os comprimentos de suas três dimensões. Como todos os lados têm a mesma medida, temos:

onde, a representa o comprimento de um dos lados.

Fórmula para área de cubos

A área de cubos é a soma das áreas de todas as faces do cubo. Sabemos que temos seis faces iguais em um cubo e também que a área de uma face é igual à área de um quadrado, então temos:

onde, a é o comprimento de um dos lados.

Fórmula da diagonal de cubos

A fórmula para a diagonal de um cubo é derivada usando o teorema de Pitágoras duas vezes. Então, para simplificar, temos a seguinte expressão:

onde, d representa o comprimento da diagonal e a representa o comprimento de um dos lados.

Exemplos de problemas de cubos

Qual é o volume de um cubo que tem lados de 8 m de comprimento?

Solução: Usamos o comprimento $latex a = 8$ na fórmula do volume. Então, temos:

$latex V={{a}^3}$

$latex V={{8}^3}$

$latex V=512$

O volume do cubo é 512 m³.

Um cubo tem lados de 10 m de comprimento. Qual é a sua área de superfície?

Solução: Temos o comprimento $latex a = 10$, então usamos este valor na fórmula para a área do cubo:

$latex A_{s}=6{{a}^2}$

$latex A_{s}=6{{(10)}^2}$

$latex A_{s}=6(100)$

$latex A_{s}=600$

A área do cubo é de 600 m².

Se um cubo tem lados com comprimento de 20 m, qual é o comprimento de sua diagonal?

Solução: Usamos o comprimento $latex a = 20$ na fórmula diagonal. Então, temos:

$latex d=\sqrt{3}~a$

$latex d=\sqrt{3}(20)$

$latex d=34,64$

O comprimento da diagonal é de 34,64 m.

Veja também

Você quer aprender mais sobre cubos? Olha para estas páginas:

O que e um cubo
                                                                                                              O cubo apresenta seis faces quadradas e congruentes

Cubos são prismas

Prisma é um sólido geométrico definido no espaço tridimensional da seguinte maneira: considere um polígono qualquer A, um plano paralelo a ele e uma reta r concorrente a esse plano, o prisma é o conjunto de segmentos de reta paralelos à reta r que possuem como extremidades o polígono A e o plano paralelo a ele. É exatamente dessa maneira que os cubos são formados, por isso, eles também são prismas.

Elementos do cubo

  • faces: são os polígonos mais externos encontrados em um prisma. No cubo, todas as faces são quadradas e congruentes;

  • bases: todo prisma possui duas bases: o polígono A e o polígono paralelo a ele. No caso do cubo, ambos são quadrados;

  • faces laterais: são as faces que não são bases. No caso do cubo, também são quadrados;

  • arestas: segmentos de reta formados pelo encontro de duas faces;

  • arestas da base: segmentos de reta formados pela intersecção de uma base com uma face lateral adjacente;

  • arestas laterais: segmentos de reta formados pela intersecção de duas faces laterais;

  • vértices: são os pontos de encontro entre duas ou mais arestas;

  • diagonais: são os segmentos de reta que ligam vértices que não pertencem a uma mesma face de um cubo.

O que e um cubo
Exemplos de faces, arestas e vértices

Classificação do cubo

Os cubos não podem ser classificados entre si, pois todos eles são semelhantes. Mesmo assim, é importante saber a que classificação dos prismas os cubos pertencem. Observe:

  • Prismas quadrangulares: são os prismas que possuem quadriláteros em suas bases. Esse é o caso do cubo, pois sua base é quadrada;

  • Prismas retos: são os prismas cujas arestas laterais são perpendiculares às bases. Esse também é o caso dos cubos, nos quais qualquer ângulo entre arestas adjacentes é reto;

  • Prisma regular: tem como base polígonos regulares, isto é, que possuem lados e ângulos congruentes. Como o quadrado é um polígono regular, o cubo é um prisma regular;

  • Paralelepípedos: são prismas quadrangulares que possuem paralelogramos como base. Esse é exatamente o caso do cubo;

  • Paralelepípedo retângulo ou bloco retangular: prisma que possui retângulos em suas bases, exatamente como os cubos;

  • Cubo: prisma reto, regular e paralelepípedo retângulo em que todas as arestas possuem a mesma medida ou cujas faces são quadrados.

Área e Volume

O cálculo da área do cubo é feito pela soma das áreas de cada uma de suas faces. Como todas são quadradas, basta multiplicar a área do quadrado por 6 para obter a área do cubo.

A = 6l2

*l é a medida da aresta do cubo.

Já o volume dessa figura é obtido pelo produto da área de sua base por sua altura. Sabendo que a área da base é um quadrado e é igual a l2 e que a altura do cubo também é igual a l, basta multiplicar l2 por l para obter o volume do cubo. A fórmula para esse cálculo é a seguinte:

V = l3

Veja um exemplo:

Um monumento feito em uma praça central de uma cidade terá sua superfície revestida por material antirreflexo e será preenchido com água. Sabendo que esse monumento tem formato cúbico e que possui 1,3 metros de altura, calcule a área revestida pelo material antirreflexo e o volume de água, em metros, que será utilizado.

Para responder à primeira questão, apenas calcule a área do cubo:

A = 6l2

A = 6·1,32

A = 6·1,69

A = 10,14

Para a segunda questão, utilize a fórmula do volume do cubo.

V = l3

V = 1,33

V = 2,197 m3 de água.