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 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⋅(2 mm)² ⋅ 2 mm = 8π mm³ ≈ 25,13 mm³

Bei der draufliegenden Halbkugel lässt sich das Volumen einfach als halbes Kugelvolumen berechnen:
V2 = 1 2 ⋅ 4 3 π⋅r³ = 2 3 ⋅ π ⋅(2 mm)³ = 16 3 π mm³ ≈ 16,76 mm³

Für das gesuchte Volumen ergibt sich somit: V = V1 + V2 ≈ 25,13 mm² + 16,76 mm² ≈ 41,9 mm²

Berechnung von Oberflächeninhalt

Beispiel:

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Berechne die Oberfläche des zusammengesetzten Körpers.

Lösung einblenden

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
= 9 cm⋅6 cm + 2⋅9 cm⋅8 cm + 2⋅6 cm⋅8 cm
= 54 cm² + 144 cm² + 96 cm²
294 cm²

Bei dem draufliegenden Halbzylinder sehen wir vorne und hinten jeweils einen halben Kreis mit Radius 4,5 cm,
also 2⋅ 1 2 πr² = π⋅4,5² cm² ≈ 63,62 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=6 cm ist und die andere Seite ein halber Kreisumfang mit Radius r= a 2 =4.5 cm, also U = π⋅r = 4.5π cm.
Somit gilt für die sichtbare Oberfläche des Halbylinders:
O2 = πr² + π⋅r⋅b = 4.5²π cm + π⋅4.5⋅6 cm = 47.25⋅π cm² ≈ 148,44 cm².

Für die gesuchte Oberfläche ergibt sich somit: O = O1 + O2 ≈ 294 cm² + 148,44 cm² ≈ 442,44 cm²