Όγκος σφαίρας: πώς να υπολογίσετε;

Ο όγκος σφαίρας είναι ο χώρος που καταλαμβάνει αυτό γεωμετρικό στερεό. Μέσα από την ακτίνα του μπάλα — δηλαδή από την απόσταση μεταξύ του κέντρου και της επιφάνειας — είναι δυνατός ο υπολογισμός του όγκου του.

Διαβάστε επίσης: Όγκος γεωμετρικών στερεών

Περίληψη για τον όγκο της σφαίρας

  • Η σφαίρα είναι α στρογγυλό σώμα που προκύπτει περιστρέφοντας ένα ημικύκλιο γύρω από έναν άξονα που περιέχει τη διάμετρο.

  • Όλα τα σημεία σε μια σφαίρα βρίσκονται σε απόσταση ίση ή μικρότερη από το r από το κέντρο της σφαίρας.

  • Ο όγκος της σφαίρας εξαρτάται από το μέτρο της ακτίνας.

  • Ο τύπος για τον όγκο της σφαίρας είναι \(V=\frac{4·π·r^3}3\)

Μάθημα βίντεο για τον όγκο της σφαίρας

Τι είναι η σφαίρα;

Θεωρούμε ένα σημείο Ο στο διάστημα και ένα τμήμα με μέτρο r. η σφαίρα είναι η στερεό που σχηματίζεται από όλα τα σημεία που βρίσκονται σε απόσταση ίση ή μικρότερη από το r από το Ο. Ονομάζουμε O το κέντρο της σφαίρας και r την ακτίνα της σφαίρας.

Αναπαράσταση μιας σφαίρας και της ακτίνας της.

η σφαίρα μπορεί επίσης να χαρακτηριστεί ως στερεό της επανάστασης. Σημειώστε ότι η περιστροφή ενός ημικύκλου γύρω από έναν άξονα που περιέχει τη διάμετρό του σχηματίζει μια σφαίρα:

Αναπαράσταση της περιστροφής ενός ημικυκλίου για να σχηματιστεί μια σφαίρα.

Τύπος όγκου σφαίρας

Για να υπολογίσουμε τον όγκο V μιας σφαίρας, χρησιμοποιούμε τον παρακάτω τύπο, όπου r είναι η ακτίνα της σφαίρας:

\(V=\frac{4·π·r^3}{3}\)

Είναι σημαντικό να παρατηρήσετε το μονάδα μέτρησης ακτίνα για τον προσδιορισμό της μονάδας μέτρησης για τον όγκο. Για παράδειγμα, εάν το r δίνεται σε cm, τότε ο όγκος πρέπει να δίνεται σε cm³.

Πώς να υπολογίσετε τον όγκο της σφαίρας;

Ο υπολογισμός του όγκου της σφαίρας εξαρτάται μόνο από τη μέτρηση της ακτίνας. Ας δούμε ένα παράδειγμα.

Παράδειγμα: Χρησιμοποιώντας την προσέγγιση π = 3, βρείτε τον όγκο μιας μπάλας του μπάσκετ που έχει διάμετρο 24 εκατοστά.

Δεδομένου ότι η διάμετρος είναι διπλάσια της ακτίνας, r = 12 cm. Εφαρμόζοντας τον τύπο για τον όγκο της σφαίρας, έχουμε

\(V=\frac{4·π·12^3}3\)

\(V=\frac{4 · π·1728}3\)

\(V=6 912\ cm^3\)

περιφέρειες σφαίρας

Θεωρήστε μια σφαίρα με κέντρο O και ακτίνα r. Σαν αυτό, μπορούμε να θεωρήσουμε τρεις περιοχές αυτής της σφαίρας:

  • Η εσωτερική περιοχή σχηματίζεται από τα σημεία των οποίων η απόσταση από το κέντρο είναι μικρότερη από την ακτίνα. Αν το P ανήκει στην εσωτερική περιοχή της σφαίρας, τότε

\(D(P, O)

  • Η περιοχή επιφάνειας σχηματίζεται από τα σημεία των οποίων η απόσταση από το κέντρο είναι ίση με την ακτίνα. Αν το P ανήκει στην περιοχή επιφάνειας της σφαίρας, τότε

\(D(P, O)=r\)

  • Η εξωτερική περιοχή σχηματίζεται από τα σημεία των οποίων η απόσταση από το κέντρο είναι μεγαλύτερη από την ακτίνα. Αν το P ανήκει στην εσωτερική περιοχή της σφαίρας, τότε

\(D(P, O)>r\)

Κατά συνέπεια, τα σημεία στην εξωτερική περιοχή της σφαίρας δεν ανήκουν στη σφαίρα.

Μάθετε περισσότερα: Σφαιρικό κάλυμμα — στερεό που λαμβάνεται όταν μια σφαίρα τέμνεται από ένα επίπεδο

Άλλοι τύποι σφαίρας

ΕΝΑ περιοχή σφαίρας — δηλαδή η μέτρηση της επιφάνειάς του — έχει επίσης γνωστό τύπο. Αν r είναι η ακτίνα της σφαίρας, το εμβαδόν της Α υπολογίζεται από

\(A=4·π·r^2\)

Σε αυτή την περίπτωση, είναι επίσης σημαντικό να σημειώσετε τη μονάδα μέτρησης για την ακτίνα για να υποδείξετε τη μονάδα μέτρησης για την περιοχή. Για παράδειγμα, αν το r είναι σε cm, τότε το A πρέπει να είναι σε cm².

Λυμένες ασκήσεις για τον όγκο της σφαίρας

ερώτηση 1

Ποια είναι η ακτίνα μιας σφαίρας που έχει όγκο 108 κυβικά εκατοστά; (Χρησιμοποιήστε π = 3).

α) 2 cm

β) 3 cm

γ) 4 cm

δ) 5 cm

ε) 6 cm

Ανάλυση

Εναλλακτική Β.

Σκεφτείτε ότι r είναι η ακτίνα της σφαίρας. Γνωρίζοντας ότι V = 108, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τον τύπο για τον όγκο της σφαίρας:

\(V=\frac{4·π·r^3}3\)

\(108=\frac{4·3·r^3}3\)

\(108=4·r^3\)

\(r^3=27\)

\(r = 3\ cm\)

Ερώτηση 2

Μια αρχαία σφαιρική δεξαμενή έχει διάμετρο 20 μέτρα και όγκο V1. Επιθυμείται η κατασκευή δεύτερης δεξαμενής, όγκου V2, με διπλάσιο όγκο από την παλιά δεξαμενή. Έτσι, ο V2 είναι το ίδιο με

Ο) \(\frac{3000·π}{8} m^3\)

ΣΙ) \(\frac{3000·π}{4} m^3\)

w) \(\frac{2000·π}{3} m^3\)

ρε) \(\frac{4000·π}{3} m^3\)

Είναι) \(\frac{8000·π}{3} m^3\)

Ανάλυση

Ε εναλλακτική.

Καθώς η διάμετρος είναι διπλάσια της ακτίνας, η παλιά δεξαμενή έχει ακτίνα r = 10 μέτρα. Επομένως

\(V_1=\frac{4·π·r^3}3\)

\(V_1=\frac{4·π·10^3}3\)

\(V_1=\frac{4000·π}3\ m^3\)

Σύμφωνα με τη δήλωση, \(V_2=2·V_1\), δηλ

\(V_2=\frac{8000·π}3 m^3\)

Της Maria Luiza Alves Rizzo
Μαθηματικός

Πηγή: Σχολείο Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/matematica/volume-da-esfera.htm

Το στέλεχος της Microsoft προειδοποιεί για πραγματική ζημιά που προκαλείται από AI

Η τεχνητή νοημοσύνη είναι μια τεχνολογία εξαιρετικά παρούσα στη σημερινή ζωή και σχολιάζεται όλο ...

read more

Βελτιώστε την προσοχή σας με ασκήσεις οπτικής ψευδαίσθησης

ΕΝΑ οφθαλμαπάτη μπορεί να ξεγελάσει το οπτικό σας σύστημα και να σας κάνει να βλέπετε στην ίδια ε...

read more

10 χαρακτηριστικά προσωπικότητας που δείχνουν υψηλό IQ. ταιριαζεις σε καμια?

Οι άνθρωποι συνήθως, με την πάροδο του χρόνου, χτίζουν ένα προσωπικότητα στερεότυπα, δηλαδή σύμφω...

read more