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 cm)² ⋅ 4 cm = 64π cm³ ≈ 201,06 cm³
Bei der draufliegenden Halbkugel lässt sich das Volumen einfach als halbes Kugelvolumen berechnen:
V2 = ⋅ π⋅r³ = ⋅ π
⋅(4 cm)³ = π cm³ ≈
134,04 cm³
Für das gesuchte Volumen ergibt sich somit: V = V1 + V2 ≈ 201,06 cm² + 134,04 cm² ≈ 335,1 cm²
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
= 7 cm⋅7 cm +
2⋅7 cm⋅2 cm + 2⋅7 cm⋅2 cm
=
49 cm² + 28 cm² + 28 cm²
105 cm²
Bei dem draufliegenden Halbzylinder sehen wir vorne und hinten jeweils einen halben Kreis mit Radius 3,5 cm,
also 2⋅πr² = π⋅3,5² cm²
≈ 38,48 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=7 cm ist und die andere Seite ein halber Kreisumfang mit Radius
r==3.5 cm, also U = π⋅r = 3.5π cm.
Somit gilt für die sichtbare Oberfläche des Halbylinders:
O2 = πr² + π⋅r⋅b = 3.5²π cm
+ π⋅3.5⋅7 cm = 36.75⋅π cm² ≈
115,45 cm².
Für die gesuchte Oberfläche ergibt sich somit: O = O1 + O2 ≈ 105 cm² + 115,45 cm² ≈ 220,45 cm²
