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faecher:mathematik:mathebuch:zylinder_kegel_und_kegelstumpf [2017/05/04 18:38] windels [Beispielaufgabe] |
faecher:mathematik:mathebuch:zylinder_kegel_und_kegelstumpf [2018/03/16 21:11] (aktuell) |
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- | **Volumen:** | + | **Volumen:** |
+ | V = b² * π * a | ||
- | V = b² * π * a | + | V = (6 cm)² * π * 8 cm |
- | V = (6 cm)² * π * 8 cm | + | V = **904,78 cm³** |
- | + | ||
- | V = **904,78 cm³** | + | |
- | |||
**Mantelfläche:** | **Mantelfläche:** | ||
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M = **301,59 cm²** | M = **301,59 cm²** | ||
+ | |||
+ | |||
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+ | |||
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O = 2 * b² * π + 2 * b * π * a | O = 2 * b² * π + 2 * b * π * a | ||
+ | |||
O = 2 * (6 cm)² * π + 2 * 6 cm * π * 8 cm | O = 2 * (6 cm)² * π + 2 * 6 cm * π * 8 cm | ||
+ | |||
O = **527,79 cm²** | O = **527,79 cm²** | ||
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V = (8 cm)² * π * 6 cm | V = (8 cm)² * π * 6 cm | ||
- | V = 1206,37 cm³ | ||
+ | V = **1206,37 cm³** | ||
- | Mantelfläche: | ||
- | AM = 2 * a * π * b | + | **Mantelfläche:** |
- | AM = 2 * 8 cm * π * 6 cm | + | |
- | AM = 301,59 cm² | + | |
+ | M = 2 * a * π * b | ||
- | Oberfläche: | + | M = 2 * 8 cm * π * 6 cm |
- | AO = 2 * a² * π + 2 * a * π * b | + | M = **301,59 cm²** |
- | AO = 2 * ( 8 cm)² * π + 2 * 8 cm * π * 6 cm | + | |
- | AO = 703,72 cm² | + | |
- | </hidden> | ||
+ | **Oberfläche:** | ||
+ | O = 2 * a² * π + 2 * a * π * b | ||
+ | O = 2 * ( 8 cm)² * π + 2 * 8 cm * π * 6 cm | ||
- | ====Zylinderschnitt==== | + | O = **703,72 cm²** |
- | + | ||
+ | </hidden> | ||
- | Schneidet man einen geraden** Kreiszylinder (Radius r)** mit einer Ebene schräg ab, entsteht als Schnittkurve eine Ellipse. Hat der untere Zlinderabschnitt die **minimale Höhe h1** und die **maximale Höhe h2**,so hat die | ||
- | **Schnittellipse** | + | |
+ | |||
+ | =====Zylinderschnitt===== | ||
- | die **große Halbachse** **a = √ (r² + ½ * (h2 - h1)²)** | + | ====Definition==== |
+ | {{:faecher:mathematik:mathebuch:zylinderschnitt.jpg?300|}} | ||
- | und die **kleine Halbachse** **b = r** | + | Schneidet man einen geraden Kreiszylinder mit dem Radius r durch eine Ebene schräg ab, entsteht als Schnittkurve eine Ellipse. Hat der untere Zlinderabschnitt die **minimale Höhe h1** und die **maximale Höhe h2**,so gilt fürdie **Schnittellipse** |
+ | |||
+ | <note> | ||
+ | (1) große Halbachse: a = √ (r² + ½ * (h2 - h1)²) | ||
- | β = Neigungswinkel der Schnitteergibt sich für | + | (2) kleine Halbachse: b = r |
+ | </note> | ||
+ | ====Formeln==== | ||
- | <note important>- das Volumen : **V = r² * π * ½ * (h1 + h2)** | + | <note important> |
+ | Volumen : V = r² * π * ½ * (h1 + h2) | ||
- | - die Mantelfläche : **M = 2 * r * π * ½ * (h1 + h2) = r * π * (h1 + h2)** | + | Mantelfläche : M = 2 * r * π * ½ * (h1 + h2) = r * π * (h1 + h2) |
- | - die Oberfläche : **O = (r² + a * r) + r * π * (h1 + h2) = r * π * (r + a + h1 + h2)** | + | Oberfläche : O = (r² + a * r) + r * π * (h1 + h2) = r * π * (r + a + h1 + h2) |
- | </note> | + | |
- | {{:faecher:mathematik:mathebuch:zylinderschnitt.jpg?300|}} | ||
- | |||
- | Das **Volumen** und die **Mantelfläche** sind **gleich** dem Zylinders mit der **mittleren Höhe** **hm = ½ * (h1 + h2)** | ||
+ | |||
+ | Die Formeln für das **Volumen** und die **Mantelfläche** **gleichen** denen eines **Zylinders** mit der **mittleren Höhe hm** | ||
- | + | <note> | |
- | __Beispiel__ | + | hm = ½ * (h1 + h2) |
+ | </note> | ||
+ | </note> | ||
+ | ====Beispielaufgabe==== | ||
Eine Orgelpfeife hat eine Höhe von 68 cm bei einem Durchmesser (d) von 4,3 cm. | Eine Orgelpfeife hat eine Höhe von 68 cm bei einem Durchmesser (d) von 4,3 cm. | ||
Zeile 156: | Zeile 168: | ||
+ | <hidden Zeige mir die Lösung> | ||
**Lösung** | **Lösung** | ||
Zeile 177: | Zeile 189: | ||
M = 889,6 cm² | M = 889,6 cm² | ||
+ | </hidden> | ||
+ | =====Hohlzylinder===== | ||
- | **__Hohlzylinder__** | + | ====Definition==== |
+ | {{:faecher:mathematik:mathebuch:hohlzylinder.jpg?200|}} | ||
+ | Besitzt ein gerader Kreiszylinder eine **Bohrung entlang seiner Achse**, so spricht man von einem Hohlzylinder. Für einen Hohlzylinder sind die **bestimmenden Größen** neben der **Höhe h** der **Außenradius R** und der **Innenradius r**. | ||
- | Besitzt ein gerader Kreiszylinder eine **Bohrung entlang seiner Achse**, so spricht man von einem Hohlzylinder. | + | <note> |
- | Für einen Hohlzylinder sind die **bestimmenden Größen** neben der **Höhe h** der **Außenradius R** und der **Innenradius r**. | + | Die Wanddicke b ist R - r |
+ | </note> | ||
- | Die Wanddicke b ist somit R - r | + | ====Formeln==== |
- | Es ergibt sich für | + | <note important> |
- | <note important>- das Volumen : **V = R² * π * h - r² * π * h = (R² - r²) * π * h** | + | Volumen : V = R² * π * h - r² * π * h = (R² - r²) * π * h |
| | ||
- | + | Mantelfläche (innen und außen) : M = 2 * π * (R + r) * h | |
- | + | ||
- | - die Mantelfläche (innen und außen) : ** M = 2 * π * (R + r) * h** | + | |
- | - die Oberfläche : ** O = 2 * π * (R² - r²) + 2 * π * (R + r) * h = 2 * π * (R + r) * (R - r + h)** | + | Oberfläche : O = 2 * π * (R² - r²) + 2 * π * (R + r) * h = 2 * π * (R + r) * (R - r + h) |
</note> | </note> | ||
- | {{:faecher:mathematik:mathebuch:hohlzylinder.jpg?200|}} | + | ====Beispielaufgabe==== |
- | + | ||
- | + | ||
- | __Beispiel:__ | + | |
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+ | <hidden> | ||
**Lösung** | **Lösung** | ||
Zeile 235: | Zeile 246: | ||
M = 3769,9 cm² | M = 3769,9 cm² | ||
M = 0,377 m² | M = 0,377 m² | ||
+ | </hidden> | ||
- | __ | + | ======Kegel====== |
- | **Kegel**__ | + | |
+ | ====Definition==== | ||
In der **Geometrie** ist damit häufig der **Spezialfall** des **geraden Kreiskegels** gemeint. | In der **Geometrie** ist damit häufig der **Spezialfall** des **geraden Kreiskegels** gemeint. | ||
Zeile 246: | Zeile 257: | ||
Die **Höhe h** des Kegels ist der **Abstand der Spitze** von der **Basisebene.** | Die **Höhe h** des Kegels ist der **Abstand der Spitze** von der **Basisebene.** | ||
+ | ====Formeln==== | ||
- | Es ergibt sich für | + | {{:faecher:mathematik:mathebuch:kegel.jpg?200|}} |
+ | <note important> | ||
+ | Grundfläche : AG = r² * π | ||
- | <note important>- die Grundfläche : ** AG = r² * π** | + | Volumen : V = ¹⁄3 * r² * π* h = ¹⁄3 * AG * h |
- | + | ||
- | + | ||
- | - das Volumen : ** V = ¹⁄3 * r² * π* h** | + | |
| | ||
- | = ¹⁄3 * AG * h | + | |
+ | Mantelfläche : AM = r * s * π | ||
+ | Oberfläche : AO = AM + AG = r * π * (r + s) | ||
- | - die Mantelfläche : **AM = r * s * π** | + | Mantellinie : s = √h² + r² |
- | + | ||
- | + | ||
- | - die Oberfläche : AO = **AM + AG = r * π * (r + s)** | + | |
- | + | ||
- | + | ||
- | - die Mantellinie :** s = √h² + r²** | + | |
</note> | </note> | ||
- | {{:faecher:mathematik:mathebuch:kegel.jpg?200|}} | ||
- | __Beispiel__ | + | ====Beispielaufgabe==== |
Zeile 279: | Zeile 285: | ||
Bestimme das Volumen, die Grund-, Mantel- und Oberfläche. | Bestimme das Volumen, die Grund-, Mantel- und Oberfläche. | ||
+ | <hidden> | ||
**Lösung** | **Lösung** | ||
Zeile 321: | Zeile 327: | ||
AO = 678,63 cm² | AO = 678,63 cm² | ||
+ | </hidden> | ||
- | + | ====Kegelstumpf==== | |
- | __**Kegelstumpf**__ | + | |
Zeile 361: | Zeile 367: | ||
- | __Beispiel__ | + | ===Beispielaufgabe=== |
Zeile 368: | Zeile 374: | ||
+ | <hidden> | ||
**Lösung** | **Lösung** | ||
Zeile 392: | Zeile 398: | ||
AO = π * [4² + 8² + 12,65 * (4 + 8)] | AO = π * [4² + 8² + 12,65 * (4 + 8)] | ||
AO = 728,2 cm² | AO = 728,2 cm² | ||
- | + | </hidden> | |
- | **__Übungsaufgaben__** | ||
- | ====Übungsaufgabe Zylinder==== | + | ======Übungsaufgaben====== |
- | __Zylinder:__ | + | =====Zylinder:===== |
Zeile 413: | Zeile 417: | ||
e) Wie verändert sich der Mantelflächeninhalt eines Zylinders, wenn der Radius und die Höhe verdoppelt (verdreifacht) werden ? | e) Wie verändert sich der Mantelflächeninhalt eines Zylinders, wenn der Radius und die Höhe verdoppelt (verdreifacht) werden ? | ||
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- | |||
- | |||
- | **__Zylinderschnitt__** | ||
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- | Berechne das Volumen und die Mantelfläche des abgebildeten Rohrschenkels. Das Rohr hat einen Außendurchmesser von 60 mm und Wandstärke von 3 mm. | ||
- | |||
- | {{:faecher:mathematik:mathebuch:rohrschenkel.jpg?300|}} | ||
- | |||
- | <hidden Zeig mir die Loesung>Das ist ein Versteckter Satz</hidden> | ||
- | |||
<hidden Zeige mir die Lösung> | <hidden Zeige mir die Lösung> | ||
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</hidden> | </hidden> | ||
- | ====Übungsaufgabe Zylinder 2==== | ||
- | + | ||
- | **__Zylinderschnitt__** | + | ====Zylinderschnitt==== |
Zeile 486: | Zeile 477: | ||
{{:faecher:mathematik:mathebuch:rohrschenkel.jpg?300|}} | {{:faecher:mathematik:mathebuch:rohrschenkel.jpg?300|}} | ||
- | <hidden>**Lösung** | + | |
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | <hidden> | ||
+ | **Lösung** | ||
+ | | ||
geg: h2 = 200 mm d = 60 mm | geg: h2 = 200 mm d = 60 mm | ||
h1 = h2 - d | h1 = h2 - d | ||
Zeile 498: | Zeile 498: | ||
M = 64088 mm²</hidden> | M = 64088 mm²</hidden> | ||
+ | </hidden> | ||
- | + | ====Hohlzylinder==== | |
- | **__Hohlzylinder__** | + | |
a) Ein Abflußrohr aus Polyethylen soll an Schellen aufgehängt werden Berechne das Gesamgewicht für 1,0 m Rohr, wenn es voll mit Wasser gefüllt ist. Das Rohr hat einen Außendurchmesser von 22 cm und eine Wandstärke (b) von 1,3 cm bei einer dichte von ℘ = 1,26 kg/cm³. | a) Ein Abflußrohr aus Polyethylen soll an Schellen aufgehängt werden Berechne das Gesamgewicht für 1,0 m Rohr, wenn es voll mit Wasser gefüllt ist. Das Rohr hat einen Außendurchmesser von 22 cm und eine Wandstärke (b) von 1,3 cm bei einer dichte von ℘ = 1,26 kg/cm³. | ||
Zeile 508: | Zeile 508: | ||
- | <hidden>**Lösung** | + | <hidden> |
+ | **Lösung** | ||
a) R = 11 cm h = 100 cm δ = 1,26 kg/dm³ b = 1,3 cm | a) R = 11 cm h = 100 cm δ = 1,26 kg/dm³ b = 1,3 cm | ||
r = R - b | r = R - b | ||
Zeile 540: | Zeile 541: | ||
Gewicht = V * δ | Gewicht = V * δ | ||
Gewicht = 0,0746 cm³ * 16,66 g/cm³ | Gewicht = 0,0746 cm³ * 16,66 g/cm³ | ||
- | Gewicht = 1,24g</hidden> | + | Gewicht = 1,24g |
+ | </hidden> | ||
- | **__Kegel__** | + | ====Kegel==== |
Zeile 553: | Zeile 555: | ||
- | <hidden>a) geg: s = 6,5 m α = 50° | + | <hidden> |
+ | a) geg: s = 6,5 m α = 50° | ||
AM = r * s * π | AM = r * s * π | ||
r= cos α * s | r= cos α * s | ||
Zeile 567: | Zeile 570: | ||
AO = r * π * (r + s) | AO = r * π * (r + s) | ||
AO = 0,60 m * π * (0,6 + 1,30) m | AO = 0,60 m * π * (0,6 + 1,30) m | ||
- | AO = 3,58 m²</hidden> | + | AO = 3,58 m² |
+ | </hidden> | ||
- | **__Kegelstumpf__** | + | ====Kegelstumpf==== |
Zeile 576: | Zeile 580: | ||
- | <hidden>**Lösung** | + | <hidden> |
+ | **Lösung** | ||
geg: R = 7 cm r = 4 cm h = 9 cm | geg: R = 7 cm r = 4 cm h = 9 cm | ||
V = ¹⁄3 * h * π * (R² + R * r + r²) | V = ¹⁄3 * h * π * (R² + R * r + r²) | ||
Zeile 587: | Zeile 592: | ||
m = 0,333 | m = 0,333 | ||
AO = π * [4² cm² + 7² cm² + 0,333 cm * (4 cm + 7 cm)] | AO = π * [4² cm² + 7² cm² + 0,333 cm * (4 cm + 7 cm)] | ||
- | AO = 215,71 cm²</hidden> | + | AO = 215,71 cm² |
+ | </hidden> | ||
- | **Weitere Übungen** | + | ====Weitere Übungen==== |
+ | <note> | ||
http://www.mathe-trainer.de/Klasse10/Koerperberechnungen/Block5/Aufgaben.htm | http://www.mathe-trainer.de/Klasse10/Koerperberechnungen/Block5/Aufgaben.htm | ||
http://www.aufgabenfuchs.de/mathematik/koerper/zylinder.shtml | http://www.aufgabenfuchs.de/mathematik/koerper/zylinder.shtml | ||
https://www.schulminator.com/mathematik/aufgaben/prisma-zylinder-pyramide-kegel-uebungen-und-aufgaben-mit-loesungen | https://www.schulminator.com/mathematik/aufgaben/prisma-zylinder-pyramide-kegel-uebungen-und-aufgaben-mit-loesungen | ||
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+ | </note> |