Aufgabenbeispiele von Zusammengesetzte Körper

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Berechnung von Volumen

Beispiel:

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das Schaubild nicht sehen :(

Berechne das Volumen des zusammengesetzten Körpers.

Lösung einblenden

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⋅(3 m)² ⋅ 5 m = 45π m³ ≈ 141,37 m³

Bei der draufliegenden Halbkugel lässt sich das Volumen einfach als halbes Kugelvolumen berechnen:
V2 = 1 2 4 3 π⋅r³ = 2 3 ⋅ π ⋅(3 m)³ = 18 π m³ ≈ 56,55 m³

Für das gesuchte Volumen ergibt sich somit: V = V1 + V2 ≈ 141,37 m² + 56,55 m² ≈ 197,9 m²

Berechnung von Oberflächeninhalt

Beispiel:

Du hast entweder einen veralteten Browser oder Javascript ausgeschaltet. Deswegen kannst du leider das Schaubild nicht sehen :(

Berechne die Oberfläche des zusammengesetzten Körpers.

Lösung einblenden

Der gezeichnete Körper besteht aus zwei Teilen: einem Quader und einer geraden quadratischen Pyramide, die 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 der Pyramide bedeckt 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⋅3 cm + 2⋅7 cm⋅3 cm
= 49 cm² + 42 cm² + 42 cm²
133 cm²

Bei der draufliegenden Pyramide besteht die sichtbare Oberfläche nur aus den 4 gleichen Seitenflächen. Um deren Flächeninhalt zu berechnen, brauchen wir außer der Grundseitenlänge a = 7 cm auch noch die Höhe eines Seitendreicks. Diese können wir als Hypothenuse in einem rechtwinkligen Dreieck mit den Katheten a 2 = 3.5 cm und h = 3 cm berechnen, da ja der Fuß der Höhe genau in der Mitte der Grundfläche liegt. Es gilt also:
ha² = ( a 2 )² + h², oder eben ha = ( a 2 )² + h² = 12.25 + 36 = 48.25 ≈ 6,95 cm

Damit können wir den Mantel der Pyramide berechnen: O2 = 4 ⋅ 1 2 ⋅a⋅ha = 2⋅a⋅ha ≈ = 2⋅7 cm⋅6,95 cm ≈ 97,25 cm²

Für die gesuchte Oberfläche ergibt sich somit: O = O1 + O2 ≈ 133 cm² + 97,25 cm² ≈ 230,25 cm²