Aufgabenbeispiele von zusammengesetzt
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Berechnung von Volumen
Beispiel:
Berechne das Volumen des zusammengesetzten Körpers.
Der gezeichnete Körper besteht aus zwei Teilen: einem Zylinder und einer halben Kugel, die auf dem Zylinder liegt.
Das Volumen des Zylinder kann man ja relativ einfach mit der Formel
VZ = G ⋅ h = π ⋅ r² ⋅ h berechnen.
V1 = π ⋅ r² ⋅ h = π⋅(4 mm)² ⋅ 4 mm = 64π mm³ ≈ 201,06 mm³
Bei der draufliegenden Halbkugel lässt sich das Volumen einfach als halbes Kugelvolumen berechnen:
V2 = ⋅ π⋅r³ = ⋅ π
⋅(4 mm)³ = π mm³ ≈
134,04 mm³
Für das gesuchte Volumen ergibt sich somit: V = V1 + V2 ≈ 201,06 mm² + 134,04 mm² ≈ 335,1 mm²
Berechnung von Oberflächeninhalt
Beispiel:
Berechne die Oberfläche des zusammengesetzten Körpers.
Der gezeichnete Körper besteht aus zwei Teilen: einem Quader und einem halben Zylinder, der auf dem Quader liegt.
Normalerweise hätte der Quader 6 Flächen: je zwei mit dem Flächeninhalt a⋅b (Boden un Decke), zwei mit a⋅c (vorne, hinten) und zwei mit b⋅c (Seitenwände). Weil ja hier aber die Deckfläche nicht frei ist, sondern von dem halben Zylinder belegt ist, gilt hier für die sichtbare Oberfläche des Quaders:
O1 = a⋅b + 2⋅a⋅c + 2⋅b⋅c
= 8 cm⋅5 cm +
2⋅8 cm⋅6 cm + 2⋅5 cm⋅6 cm
=
40 cm² + 96 cm² + 60 cm²
196 cm²
Bei dem draufliegenden Halbzylinder sehen wir vorne und hinten jeweils einen halben Kreis mit Radius 4 cm,
also 2⋅πr² = π⋅4² cm²
≈ 50,27 cm²
Außerdem haben wir noch den halben Zylindermantel: Dieser hat (abgerollt)
die Form eines Rechtecks, bei dem eine Seite eben die Tiefe nach hinten b=5 cm ist und die andere Seite ein halber Kreisumfang mit Radius
r==4 cm, also U = π⋅r = 4π cm.
Somit gilt für die sichtbare Oberfläche des Halbylinders:
O2 = πr² + π⋅r⋅b = 4²π cm
+ π⋅4⋅5 cm = 36⋅π cm² ≈
113,1 cm².
Für die gesuchte Oberfläche ergibt sich somit: O = O1 + O2 ≈ 196 cm² + 113,1 cm² ≈ 309,1 cm²
