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 m)² ⋅ 4 m = 64π m³ ≈ 201,06 m³
Bei der draufliegenden Halbkugel lässt sich das Volumen einfach als halbes Kugelvolumen berechnen:
V2 = ⋅ π⋅r³ = ⋅ π
⋅(4 m)³ = π m³ ≈
134,04 m³
Für das gesuchte Volumen ergibt sich somit: V = V1 + V2 ≈ 201,06 m² + 134,04 m² ≈ 335,1 m²
Berechnung von Oberflächeninhalt
Beispiel:
Berechne die Oberfläche des zusammengesetzten Körpers.
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⋅(3 m)² ≈
28,27 m².
Der Mantel hat (abgerollt) die Form eines Rechtecks, bei dem eine Seite die Höhe z =
3 m und die andere Seite ein Kreisumfang mit Radius r = 3 m ist, also U = 2π⋅r =
2π⋅3 m. Der Mantel hat also eine Fläche von M = z⋅U = 3 m⋅6π m
≈ 56,55 m².
Somit gilt für die sichtbare Oberfläche des Zylinders:O1 = M + G
≈ 56,55 m² + 28,27 m² ≈
84,82 m²
Bei der draufliegenden Halbkugel lässt sich die Oberfläche einfach als halbe Kugelfläche berechnen:
O2 = ⋅ 4π⋅r² = 2π⋅r² = 2π⋅(3 m)² ≈
56,55 m²
Für die gesuchte Oberfläche ergibt sich somit: O = O1 + O2 ≈ 84,82 m² + 56,55 m² ≈ 141,37 m²
