Matematika 12.
Az összetett testek elemzése
Az összetett testekről, tudjuk, hogy- Az összetett testek már megismert egyszerű testekből állnak.
- Hasábokból, hengerekből, gúlákból, kúpokból és gömbökből.
- Ezeket a testeket először részekre kell bontani, majd a részek elemzése után össze kell rakni őket.
- A felszín számításánál a hozzáférhetetlen részeket nem kell figyelembe venni.
- A térfogat számításánál a részképleteket kell csak összegezni.
1. (kidolgozott) feladat
Az ábrán látható facölöpből 250 db-ot készítünk.
a) Hány liter festék kell a lefestésükhöz, ha egy liter festék 1,2m2 felület lefestéséhez elegendő?
b) Mekkora lesz a facölöpök össztérfogata és a tömege, ha a fa sűrűsége 0,5 g/cm3?
Adatok:
r1 = 5cm
r2 = 8cm
m1 = 10cm
m2 = 20cm
m3 = 15cm
Ábra:a) Hány liter festék kell a lefestésükhöz, ha egy liter festék 1,2m2 felület lefestéséhez elegendő?
b) Mekkora lesz a facölöpök össztérfogata és a tömege, ha a fa sűrűsége 0,5 g/cm3?
Adatok:
r1 = 5cm
r2 = 8cm
m1 = 10cm
m2 = 20cm
m3 = 15cm
Megoldás:
1. lépés:
Bontsuk ismert testekre az adott összetett testet!
Ez a test 3 részből áll:
1. Felül egy csonkakúpból.
2. Középen egy hengerből.
3. Alul egy kúpból.
2. lépés:
Jelöljük a hiányzó paramétereket. Az indexezésnél érdemes számokat használni.
a1 = a csonkakúp alkotója.
a2 = m2 = a henger alkotója.
a3 = a kúp alkotója.
3. lépés:
Keressünk Pitagorasz-tételes képleteket az alkotók kiszámításához. Számoljuk ki az alkotókat!
Csonkakúp:
`color(red)((R-r)^2+m^2=a^2)`
ahol R = r2 = 8cm, r = r1 = 5cm, m = m1 = 10cm és a = a1.
`(8-5)^2+10^2=a^2`
`9+100=a^2`
`a_1 =sqrt(109)=10,44cm`
Kúp:
`color(red)(r^2+m^2=a^2)`
ahol r = r2 = 8cm, m = m3 = 15cm
`8^2+15^2=a^2`
`64+225=a^2`
`289=a^2`
`a_3=sqrt(289)=17cm`
3. lépés:
Keressünk felszínképleteket! Vigyázzunk, hogy a nem látható részek nem tartoznak a felszínhez!
1. Csonkakúp:
`color(red)(A_(csk)=π⋅[R^2 +r^2 +(R+r)⋅a])`
A `R^2`-es tag az alaplap területe, amit nekünk most nem kell figyelembe venni.
`color(blue)(A_1=π⋅[r^2 +(R+r)⋅a])`
ahol R = r2 = 8cm, r = r1 = 5cm és a = a1 = 10,44cm.
`A_1 = 3,14*[5^2+(8+5)*10,44] =`
`A_1 =3,14*(25+13*10,44)`
`A_1 =3,14*(25+135,72)`
`A_1=3,14*160,72 = 504,66cm^2`
2. Henger:
`color(red)(A_h=2πr(r+m))`
Nekünk most csak a palástra van szükségünk!
`color(blue)(A_2=2pi*r*m)`
ahol r = r2 = 8cm és m = m2 = 20cm.
`A_2=2*3,14*8*20 = 1 004,8cm^2`
3. Kúp:
`color(red)(A_k=pi*r(r+a))`
Az alaplap területét nem kel figyelembe venni.
`color(blue)(A_3=pi*r*a)`
ahol r = r2 = 8cm és a = a3 = 17cm.
`A_3=3,14*8*17=427,04cm^2`
A test felszíne a részek összegével egyenlő.
A = 504,66 + 1 004,8 + 427,04 = 1 936,5cm².
A = 0,19365m².
`A_(összes) = n*A = 250*0,19365=48,4125m^2`
Szükséges festékmennyiség = 48,4125/1,2 = 40,3
Vagyis 41 liter festékre van szükségünk a cölöpök lefestéséhez.
4. lépés:
Keressünk térfogatképleteket! Itt nem kell ügyelni az érintkezésekre.
1. Csonkakúp:
`color(red)(V_1=(m*π*(R^2 +R*r+r^2))/3`
ahol m = m1 = 10cm, R = r2 = 8cm, r = r1 = 5cm.
`V_1= (10*3,14*(8^2+8*5+5^2))/3`
`V_1= (31,4*(64+40+25))/3`
`V_1= (31,4*129)/3`
`V_1= (4 050,6)/3`
`V_1=1 350,2cm^3`
2. Henger:
`color(red)(V_2=r^2*π*m)`
ahol m = m2 = 20cm,r = r2 = 8cm.
`V_2=8^2*3,14*20`
`V_2 = 4 019,2cm^3`
3. Kúp:
`color(red)(V_3=(r^2*π*m)/3)`
ahol m = m3 = 15cm, r = r2 = 8cm
`V_3=(8^2*3,14*15)/3`
`V_3=1 004,8cm^3`
`V=V_1+V_2+V_3`
`V=1 350,2+4 019,2+1 004,8 = 6 374,2cm^3`
`V_(250)=250*6 374,2=1 593 550cm^3`
`V_(250)=1,6m^3`
`ϱ=m/V`
`ϱ=0,5(kg)/(m^3)`
`m=1,6*0,5=0,8kg`
2. beadandó) feladatok:
1.
Az ábrán látható obeliszk felszínét és térfogatát szeretnénk meghatározni.
Hány százalék a hulladék, ha ezt egy az alaplapra illeszkedő azonos magasságú négyzetes oszlopból faragták ki?
Adatok:
m1 = 10m
m2 = 2m
a1 = 1,5m
a2 = 0,8m
Ábra:Hány százalék a hulladék, ha ezt egy az alaplapra illeszkedő azonos magasságú négyzetes oszlopból faragták ki?
Adatok:
m1 = 10m
m2 = 2m
a1 = 1,5m
a2 = 0,8m
Megoldás:
1. lépés: Bontsuk ismert testekre az adott összetett testet!
Nevezzük meg a részeket!
2. lépés: Jelöljük a hiányzó paramétereket mo1,mo2-vel.
Az indexezésnél érdemes számokat használni.
3. lépés: Keressünk Pitagorasz-tételes képleteket az oldalmagasságok kiszámításához.
Számoljuk ki az oldalmagasságokat!
4. lépés: Keressünk felszínképleteket!
Vigyázzunk, hogy a nem látható részek nem tartoznak a felszínhez!
5. lépés: Keressünk térfogatképleteket!
Számoljuk ki az térfogatelemeket!
6. lépés: Határozzuk meg a négyzetes oszlop térfogatát!
Osszuk el a két térfogatértéket egymással!
Vonjuk ki a kapott értéket a 100%-ból!
2.
Egy huszonnyolcas acélszög három forgástestre bontható. A feje egy olyan csonkakúp, amelynek alapköre 5 mm, fedőköre 2 mm átmérőjű, magassága pedig 1 mm. A szög hengeres része 25 mm hosszú, átmérője szintén 2 mm. Végül a szög hegye egy olyan forgás-kúpnak tekinthető, melynek magassága 2,5 mm, alapkörének átmérője pedig 2 mm.a) Mekkora egy ilyen acélszög teljes hossza? A barkácsboltban 10 dkg huszonnyolcas acélszöget kérünk.
b) Körülbelül hány darab szöget kapunk, ha a szög anyagának sűrűsége 7,8 g/cm3? (Tömeg = sűrűség × térfogat.)







