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faecher:mathematik:mathebuch:zylinder_kegel_und_kegelstumpf [2017/05/04 18:34]
windels [Beispielaufgabe]
faecher:mathematik:mathebuch:zylinder_kegel_und_kegelstumpf [2018/03/16 21:11] (aktuell)
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 <hidden Zeige mir die Lösung> ​ <hidden Zeige mir die Lösung> ​
    
-<​note>​ (1) Der Radius des Zylinders ist b, seine Höhe a. </​note>​+<​note> ​**(1)** Der Radius des Zylinders ist b, seine Höhe a. </​note>​
  
  
-**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:​**
  
-AM = 2 * b * π * a += 2 * b * π * a
-AM = 2 * 6 cm * π * 8 cm +
-AM = 301,59 cm²+
  
 +M = 2 * 6 cm * π * 8 cm
  
-Oberfläche:​+M = **301,59 cm²**
  
-AO = 2 * b² * π + 2 * b * π * a 
-AO = 2 * (6 cm)² * π + 2 * 6 cm * π * 8 cm 
-AO = 527,79 cm² 
  
  
-b) Der Radius des Zylinders is b, seine Höhe a. 
  
-Volumen:+ 
 + 
 + 
 +**Oberfläche:​** 
 + 
 +O = 2 * b² * π + 2 * b * π * a 
 + 
 +O = 2 * (6 cm)² * π + 2 * 6 cm * π * 8 cm 
 + 
 +O = **527,79 cm²** 
 + 
 + 
 +<​note>​ **(2)** Der Radius des Zylinders is b, seine Höhe a. </​note>​  
 + 
 +**Volumen:**
  
 V = a² * π * b V = a² * π * b
 +
 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 π +**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 a² π + 2 π * b += **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====  +**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.
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 +<hidden Zeige mir die Lösung>
 **Lösung** **Lösung**
  
Zeile 172: 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 
 +</​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** +Oberfläche ​            ​   O = 2 * π * (R² - r²) + 2 * π * (R + r) * h = 2 * π * (R + r) * (R - r + h)
- +
- +
- - die 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:​__+
  
  
Zeile 211: Zeile 227:
  
  
 +<​hidden>​
 **Lösung** **Lösung**
  
Zeile 230: 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 241: 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 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 274: Zeile 285:
 Bestimme das Volumen, die Grund-, Mantel- und Oberfläche. Bestimme das Volumen, die Grund-, Mantel- und Oberfläche.
  
 +<​hidden>​
  
 **Lösung** **Lösung**
Zeile 316: Zeile 327:
 AO = 678,63 cm² AO = 678,63 cm²
  
 +</​hidden>​
  
- +====Kegelstumpf====
-__**Kegelstumpf**__+
  
  
Zeile 356: Zeile 367:
  
  
-__Beispiel__+===Beispielaufgabe===
  
  
Zeile 363: Zeile 374:
  
  
 +<​hidden>​
  
 **Lösung** **Lösung**
Zeile 387: 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 408: 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 ?
- 
- 
- 
-**__Zylinderschnitt__** 
- 
- 
-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>
     ​     ​
Zeile 471: Zeile 468:
  
 </​hidden> ​ </​hidden> ​
-====Übungsaufgabe Zylinder 2==== 
  
-                  + 
- **__Zylinderschnitt__**+====Zylinderschnitt====
  
  
Zeile 481: 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 493: 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 503: 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 535: 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 548: 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 562: 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 571: 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 582: 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
 +     
 +</​note>​