A partir do princípio de Cavalieri, visto na página anterior, podemos calcular o volume de um prisma qualquer, utilizando o paralelepípedo retângulo como auxílio.
Vamos considerar um prisma qualquer, cuja área da base é Ab e a altura é h, e também um paralelepípedo retângulo, cuja área da base também é Ab e a altura também é h. Ou seja, consideraremos que os dois sólidos tem a mesma área da base e a mesma altura. Na animação abaixo, o prisma qualquer foi representado pelo prisma triangular vermelho e o paralelepípedo retângulo pelo bloco retangular azul.
Arrastando o controle deslizante vertical do lado esquerdo, observe que qualquer plano horizontal que secciona os dois sólidos determina no prisma uma secção cuja área é igual a Ab e no paralelepípedo retângulo uma outra secção cuja área também é igual sua área da base. Isto porque, em todo prisma, uma secção paralela à base é congruente a essa base.
Como área das seções são iguais às áreas da base, que são iguais entre si por construção, para qualquer plano horizontal, temos que as áreas das seções serão iguais. Pelo princípio de Cavalieri, concluímos que:
volume do prisma = volume do paralelepípedo retângulo
Como o volume do paralelepípedo retângulo é obtido multiplicando a área da base pela altura, temos:
volume do prisma = área da base · altura
V = Ab · h
(Tarefa 5) Calcule o volume de uma peça de metal cuja forma e medidas estão na figura ao lado.
Solução: o volume V da peça será calculado pela diferença entre o volume V1 do prisma hexagonal maior e o volume V2 prisma hexagonal menor, da parte de dentro. Como ambas as bases são hexagonais, utilizaremos a fórmula A = 3L²·√3/2.
V1 (maior) ⇒ Ab=3·20²·√3/2=600√3cm² e V1=600√3·25=15.000√3cm³
V1 (menor) ⇒ Ab=3·8²·√3/2=96√3cm² e V2=96√3·25=2.400√3cm³
Portanto, V = V1 - V2 ⇒ V = 15.000√3 - 2.400√3 ⇒ V = 12600√3cm³
(Tarefa 6) Calcule o volume de um prisma triangular reto de 12 cm de altura, sabendo que os lados do triângulo da base medem 15cm, 20cm e 25cm.
Solução: Apesar do enunciado não ter informado nenhuma outra propriedade do triângulo da base, podemos perceber que ele é retângulo, já que atende ao Teorema de Pitágoras (15² + 20² = 25²) ou também, pelo fato de seus lados serem proporcionais ao famoso "triângulo pitagórico 3,4,5", que também é retângulo. Com isso, termos o lado que mede 25cm será a hipotenusa e a área do triângulo poderá ser expressa por Ab = (15 · 20)/2 = 150, usando a fórmula geral da área do triângulo.
No entanto, caso não perceba que o triângulo é retângulo, você poderá determinar sua área usando a Fórmula de Heron (que leva em conta o semiperimetro s do triângulo). Vamos lá:
s = (15 + 20 + 25)/2 = 30 ⇒ Ab = √[30·(30-15)·(30-20)·(30-25)]
Ab = √[30·(15)·(10)·(5)]
Ab = √[22.500]
Ab = 150 cm²
Como a altura do prisma é de 12 cm. Seu volume é:
V = Ab · h = 150 · 12 = 1.800 cm³
Logo, o volume do prisma é de 1.800 cm³.