10.3)
Das Werkstück ist ein Quader mit dem Volumen
VQ = 9 cm * 6 * 3 cm = 162 cm 3
aus dem ein Zylinder mit dem Durchmesser d = 3 cm , also dem Radius r = 1,5 cm und der Höhe h = 3 cm ausgeschnitten wurde, der also das Volumen
VZ = π * r 2 * h
= π * 1,5 2 * 3
≈ 21,20 cm 3
hat.
Das Werkstück hat somit das Volumen
VW = VQ - VZ
= 162 - 21,20
≈ 140,8 cm 3
10.4)
Durch das Ausbohren entsteht:
VZ / VQ = 21,20 / 162 ≈ 0,131 = 13,1 %
Abfall.
10.5)
Das Werkstück hat eine Masse von
140,8 cm 3 * 2,72 g/cm3 = 382,98 g = 0,38298 kg
Bei einer Erdschwerebeschleunigung von g = 9,81 m/s² hat es also eine Gewichtskraft von
FG = 0,38298 * 9,81 ≈ 3,76 N
10.6)
Wird der Durchmesser der Bohrung halbiert, dann gilt:
VZ(1/2) / VZ = = ( π * ( r / 2 ) 2 * h ) / ( ( π * r 2 * h )
= ( r 2 / 4 ) / r 2
= 1 / 4
Das Volumen des herausgeschnittenen Zylinders beträgt bei einer Halbierung seines Durchmessers also nur noch ein Viertel des ursprünglichen Volumens.
Wird der Durchmesser der Bohrung verdoppelt, dann zerfällt as Werkstück in zwei Teile, weil es gerade so tief ist, wie der verdoppelte Bohrungsdurchmesser. Für das Volumen des herausgeschnittenen Zylinders gilt dann:
VZ(2) / VZ = = ( π * ( 2 r ) 2 * h ) / ( ( π * r 2 * h )
= ( 4 r 2 ) / r 2
= 4
Das Volumen des herausgeschnittenen Zylinders beträgt bei einer Verdoppeleung seines Durchmessers also das Vierfache seines ursprünglichen Volumens.