Pyramide und Kegel

1. Charakterisiere die Berechnung von Volumen und Oberfläche für:

  • Pyramide
  • abgeschnittene Pyramide
  • Kegel
  • abgeschnittener Kegel

Lösung:  

Pyramide (Sₚ = Grundfläche, v = Höhe, Q = Mantelfläche)

V=13Spv,S=Sp+Q

Abgeschnittene Pyramide (Sₚ₁, Sₚ₂ = untere und obere Grundfläche, v = Höhe, Q = Mantelfläche)

V=13v(Sp1+Sp2)2,S=Sp1+Sp2+Q

Kegel (r = Radius der Grundfläche, v = Höhe des Körpers, s = Mantellinie, Q = Mantelfläche)

V=13πr2v,S=πr(r+s),Q=πrs

Abgeschnittener Kegel (r₁, r₂ = Radien der Grundflächen, v = Höhe des Körpers, s = Mantellinie)

V=13πv(r12+r1r2+r22),S=π(r12+r22)+Q,Q=πs(r1+r2)

2. Eine regelmäßige quadratische Pyramide ist gegeben (die Grundfläche ist ein Quadrat mit der Seite a).

Fülle die fehlenden Werte in der Tabelle aus.

pyramid-cone-2

Lösung:

Für die Seitenhöhe gilt:
pyramid-cone-2r


3. Über jeder Fläche eines Würfels mit Kantenlänge a = 30 cm wird eine regelmäßige quadratische Pyramide mit der Höhe 15 cm errichtet.

Berechne das Volumen des auf diese Weise gebildeten Körpers, wenn die Spitzen der Pyramiden:
a) außerhalb des Würfels liegen
b) innerhalb des Würfels liegen
Lösung:

pyramid-cone-3

Das Volumen des Körpers beträgt im ersten Fall V = 54 dm3, im zweiten Fall ist es null.

4. Berechne das Volumen einer Pyramide, deren Seitenkante von 5 cm Länge mit der quadratischen Grundfläche einen Winkel α = 60° bildet. (Der Winkel α ist der Winkel zwischen der Kante und der Diagonale der Grundfläche.)

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5. Bestimme die Masse einer Betonsäule (ρ = 2,2 g.cm-3) in Form eines regelmäßigen quadratischen Pyramidenstumpfes, wenn ihre quadratischen Grundflächen die Seiten a = 45 cm, b = 25 cm und die Höhe v = 33 cm haben.

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6. Ein Kegel mit in der Tabelle angegebenen Abmessungen ist gegeben.

Fülle die Tabelle aus.

pyramid-cone-6
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7. Ein rechtwinkliges Dreieck mit den Katheten a = 3 cm, b = 4 cm rotiert um die längere Kathete.

Berechne das Volumen und die Oberfläche des entstehenden Kegels.
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8. Die Oberfläche eines Kegels beträgt S = 235,5 cm2. Der Axialschnitt des Kegels ist ein gleichseitiges Dreieck.

Berechne das Volumen des Kegels.
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9. Die Mantelfläche eines Kegels, die in der Ebene ausgebreitet ist, hat die Form eines Kreissektors mit dem Mittelpunktswinkel α = 150° und der Fläche S = 523,4 cm2.

Berechne die Abmessungen dieses Kegels und sein Volumen.
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10. Die Oberfläche eines abgeschnittenen Kegels beträgt 7693 cm2, die Radien der Grundflächen sind 28 cm und 21 cm.

Berechne die Höhe des Kegels und sein Volumen.
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11. Das Volumen eines abgeschnittenen Kegels beträgt V = 38 000π cm3. Der Radius der unteren Grundfläche ist um 10 cm größer als der Radius der oberen Grundfläche.

Bestimme die Radien der Grundflächen, wenn v = 60 cm.
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12. Ein abgeschnittener Kegel mit den Radien x = 15 cm, y = 13 cm und der Höhe v = 9 cm wurde zu einem Zylinder mit dem Radius r = 7,67 cm aufgerollt.

Wie lang ist dieser Zylinder?
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