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Eine massive Halbkugel hat das Volumen:

VHk = 144πe3

Aus ihr wird ein Kegel herausgearbeitet (siehe Achsenschnitt).

Zeigen Sie ohne Verwendung gerundetet Werte, dass für die Oberfläche des Restkörpers gilt:

O = 3πe2 (2√3 + 33) 

 

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Volumen Halbkugel:  \(V= 144πe^3\)

Oberfläche Restkörper:  \( O = 3πe^2 (2\sqrt{3}+33)\)

Oberfläche Kegel: \(O = r^2 \cdot π + r \cdot π \cdot s\)

Radius Kegel:

\(\tan(30°)= \frac{ e\sqrt{3}}{r}\)   →          \(r=\frac{e\sqrt{3}}{\frac{1}{3}\sqrt{3}}=3e\)

\(s^2=h^2+r^2\)     →   \(s=\sqrt{3e^2+9e^2}=\sqrt{12e^2}=2e\sqrt{3}\)

Oberfläche Kegel: \(O =9e^2 π+ 3e \cdot π \cdot 2e\sqrt{3}=9e^2 π+ 6e ^2\cdot π \cdot \sqrt{3}\\=3e^2π( 3+2\sqrt{3})\)

Volumen Kugel: \(V=\frac{4}{3}R^3π\)

Volumen Halbkugel: \(V=\frac{2}{3}R^3π=144πe^3\)

Auflösen nach R:

 \(\frac{1}{3}R^3=72e^3\)   →  \(R^3=3\cdot 72e^3=27\cdot 8e^3\)  → \(R=6e\)


Oberfläche Halbkugel: \(O=3πR^2 =3π\cdot 36e^2=108πe^2\)

Oberfläche Halbkugel-Oberfläche Kegel:

Oberfläche Restkörper:

\(108πe^2-3e^2π( 3+2\sqrt{3})=3e^2π(36-( 3+2\sqrt{3})=\green{3e^2π(33-2\sqrt{3})}\)

Leider ist die Formel für die Oberfläche des Restkörpers nicht richtig. Richtige Vorgehensweise:

Oberfläche Halbkugel minus Grundfläche Kegel plus Mantel des Kegels ergibt die Oberfläche des Restkörpers.


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