Aufgabenbeispiele von zusammengesetzt

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Berechnung von Volumen

Beispiel:

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Berechne das Volumen des zusammengesetzten Körpers.

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Der gezeichnete Körper besteht aus zwei Teilen: einem Quader und einer geraden quadratischen Pyramide, die auf dem Quader liegt.

Das Volumen des Quaders lässt sich ja recht einfach mit der Formel V = a⋅b⋅c berechnen:

V1 = a⋅b⋅c
= 6 mm⋅6 mm⋅5 mm
= 180 mm³

Die draufliegende Pyramide berechnen wir mit der Formel V = 1 3 G ⋅ h = 1 3 ⋅ a² ⋅ h

Somit gilt: V2 = 1 3 ⋅ 36 mm² ⋅ 5 mm
= 60 mm³

Für das gesuchte Volumen ergibt sich somit:V = V1 + V2 ≈ 180 mm³ + 60 mm³ ≈ 240 mm³

Berechnung von Oberflächeninhalt

Beispiel:

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Berechne die Oberfläche des zusammengesetzten Körpers.

Lösung einblenden

Der gezeichnete Körper besteht aus zwei Teilen: einem Zylinder und einer halben Kugel, die auf dem Zylinder liegt.

Normalerweise hätte der Zylinder einen Mantel, und zwei Kreisflächen als Ober- und Unterseite. Weil ja hier aber die Deckfläche nicht frei ist, sondern von der Halbkugel bedeckt ist, gilt hier für die sichtbare Oberfläche des Zylinder:

O1 = M + G

Die Grundfläche ist ja einfach ein Kreis mit dem Flächeninhalt G = π⋅ r² = π⋅(2 m)² ≈ 12,57 m².
Der Mantel hat (abgerollt) die Form eines Rechtecks, bei dem eine Seite die Höhe z = 2 m und die andere Seite ein Kreisumfang mit Radius r = 2 m ist, also U = 2π⋅r = 2π⋅2 m. Der Mantel hat also eine Fläche von M = z⋅U = 2 m⋅4π m ≈ 25,13 m².
Somit gilt für die sichtbare Oberfläche des Zylinders:
O1 = M + G ≈ 25,13 m² + 12,57 m² ≈ 37,7 m²

Bei der draufliegenden Halbkugel lässt sich die Oberfläche einfach als halbe Kugelfläche berechnen:
O2 = 1 2 ⋅ 4π⋅r² = 2π⋅r² = 2π⋅(2 m)² ≈ 25,13 m²

Für die gesuchte Oberfläche ergibt sich somit: O = O1 + O2 ≈ 37,7 m² + 25,13 m² ≈ 62,83 m²