Mācies Vieglāk
Rotācijas ķermeņi

Konuss

Konuss

Konusam ir viens pamats — riņķis ar rādiusu RR — un viena virsotne. Pamatu ar virsotni savieno izliekta sānu virsma, bet nogriezni no virsotnes līdz pamata riņķa līnijai sauc par veiduli ll.

Konussir rotācijas ķermenis, ko iegūst, taisnleņķa trijstūrim rotējot ap vienu no tā katetēm.

Noklikšķini uz kāda no elementiem sarakstā zemāk, lai attēlā to iezīmētu:

Rādiuss RR, augstums HH un veidule ll veido taisnleņķa trijstūri, tāpēc starp tiem spēkā ir Pitagora teorēma — veidule ir hipotenūza, bet rādiuss un augstums ir katetes:

l2=R2+H2l^2 = R^2 + H^2

Konusa aksiālšķēlums

Konusa aksiālšķēlums vienmēr ir vienādsānu trijstūris: pamats ir konusa diametrs 2R2R, bet abi sāni ir veidules ll.

Ja konusa aksiālšķēlums ir vienādmalu trijstūris, tad konusu sauc par vienādmalu konusu — tā veidule ir vienāda ar pamata diametru: l=2Rl = 2R.


Rādiuss, augstums un veidule veido taisnleņķa trijstūri; veiduli atrod ar Pitagora teorēmu.

1
Pieraksta Pitagora teorēmu:
l=R2+H2=32+42=25l = \sqrt{R^2 + H^2} = \sqrt{3^2 + 4^2} = \sqrt{25}
2
Pieraksta atbildi:
l=5 cml = {\color{#1865f2}5\ \text{cm}}

No Pitagora teorēmas izsaka augstumu: H² = l² − R².

1
Izsaka augstumu:
H=l2R2=13252=16925H = \sqrt{l^2 - R^2} = \sqrt{13^2 - 5^2} = \sqrt{169 - 25}
2
Aprēķina sakni:
H=144H = \sqrt{144}
3
Pieraksta atbildi:
H=12 cmH = {\color{#1865f2}12\ \text{cm}}

Konusa sānu virsma un tilpums

Iedomājies, ka konusa sānu virsmu izloka vienā plaknē — sanāk riņķa sektors. Tā rādiuss ir konusa veidule ll, bet loka garums — pamata riņķa līnijas garums 2πR2\pi R. Tāpēc sānu virsmas laukumu aprēķina pēc formulas:

Ssaˉnu=πRlS_{\text{sānu}} = \pi R l

Konusa pilnas virsmas laukumu veido sānu virsma un pamats — riņķis ar laukumu πR2\pi R^2, tāpēc:

Spilna=πRl+πR2=πR(l+R)S_{\text{pilna}} = \pi R l + \pi R^2 = \pi R (l + R)

Konusa tilpumu iegūst, reizinot pamata laukumu πR2\pi R^2 ar augstumu HH un dalot ar 3:

V=13πR2HV = \tfrac{1}{3}\pi R^2 H

Ievietojam vērtības sānu virsmas formulā un atstājam atbildi ar π.

1
Pieraksta formulu un ievieto vērtības:
Ssaˉnu=πRl=π35S_{\text{sānu}} = \pi R l = \pi \cdot 3 \cdot 5
2
Pieraksta atbildi:
Ssaˉnu=15π cm2S_{\text{sānu}} = {\color{#1865f2}15\pi\ \text{cm}^2}

Izmantojam sareizināto formulu Spilna=πR(l+R)S_{\text{pilna}} = \pi R(l + R).

1
Pieraksta formulu un ievieto vērtības:
Spilna=πR(l+R)=π3(5+3)S_{\text{pilna}} = \pi R (l + R) = \pi \cdot 3 \cdot (5 + 3)
2
Aprēķina iekavu un reizinājumu:
Spilna=π38S_{\text{pilna}} = \pi \cdot 3 \cdot 8
3
Pieraksta atbildi:
Spilna=24π cm2S_{\text{pilna}} = {\color{#1865f2}24\pi\ \text{cm}^2}

Ievietojam vērtības tilpuma formulā; vispirms kāpinām rādiusu kvadrātā.

1
Pieraksta formulu un ievieto vērtības:
V=13πR2H=13π324V = \tfrac{1}{3}\pi R^2 H = \tfrac{1}{3}\pi \cdot 3^2 \cdot 4
2
Aprēķina reizinājumu:
V=13π94=13π36V = \tfrac{1}{3}\pi \cdot 9 \cdot 4 = \tfrac{1}{3}\pi \cdot 36
3
Pieraksta atbildi:
V=12π cm3V = {\color{#1865f2}12\pi\ \text{cm}^3}

Nošķelts konuss

Ja konusam ar pamatam paralēlu plakni nogriež virsotni, atlikušo daļu sauc par nošķeltu konusu. To iegūst, taisnleņķa trapecei rotējot ap īsāko sānu malu.

Uzdevumos bieži pietiek uzzīmēt tikai aksiālšķēlumu — tā ir vienādsānu trapece, kuras pamati ir 2R2R un 2r2r, sāni — veidules ll, bet augstums ir attālums starp pamatiem HH:

Sānu virsmas laukumu un tilpumu aprēķina pēc formulām, kur RR un rr ir pamatu rādiusi, ll — veidule, bet HH — augstums:

Ssaˉnu=πl(R+r)S_{\text{sānu}} = \pi l (R + r)
V=13πH(R2+Rr+r2)V = \tfrac{1}{3}\pi H (R^2 + R r + r^2)

Veiduli atrod no taisnleņķa trijstūra ar katetēm H un (R − r); tad ievieto vērtības formulās.

1
Veidule no Pitagora teorēmas:
l=H2+(Rr)2=42+32=25=5 cml = \sqrt{H^2 + (R - r)^2} = \sqrt{4^2 + 3^2} = \sqrt{25} = {\color{#1865f2}5\ \text{cm}}
2
Sānu virsmas laukums:
Ssaˉnu=πl(R+r)=π5(5+2)=35π cm2S_{\text{sānu}} = \pi l (R + r) = \pi \cdot 5 \cdot (5 + 2) = {\color{#1865f2}35\pi\ \text{cm}^2}
3
Tilpums:
V=13πH(R2+Rr+r2)=13π4(25+10+4)V = \tfrac{1}{3}\pi H (R^2 + R r + r^2) = \tfrac{1}{3}\pi \cdot 4 \cdot (25 + 10 + 4)
4
Pieraksta atbildi:
V=13π439=52π cm3V = \tfrac{1}{3}\pi \cdot 4 \cdot 39 = {\color{#1865f2}52\pi\ \text{cm}^3}