Вычисляем объем прямоугольника в зависимости от известных данных

Содержание

Формулы вычисления объёма прямоугольника и параллелепипеда

Вычисляем объем прямоугольника в зависимости от известных данных

Школа — это необъятная чаша знаний, которая включает в себя множество дисциплин, которые могут заинтересовать любого ребенка. Математика — царица точных наук. Строгая и дисциплинированная, она не терпит неточностей.

Даже повзрослев, в обычной жизни мы можем столкнуться с разными математическими проблемами: вычисление квадратных метров для укладки плитки в ванной, кубических метров для определения объема бака и т. д.

, чего уж говорить о школьниках, которые только-только начинают свой математический путь.

Очень часто, начав изучать математику, точнее, геометрию, ученики путают плоские фигуры с объемными. Куб называют квадратом, шар — кругом, параллелепипед обычным прямоугольником. И здесь есть свои тонкости.

Сложно помочь ребенку в выполнении домашнего задания, не зная точно, объем или площадь какой фигуры — плоской или же объемной, нужно найти. Невозможно найти объем плоских фигур, таких как квадрат, круг, прямоугольник. В их случае можно найти лишь площадь. Прежде чем переходить к выполнению задачи, следует подготовить нужные атрибуты:

  1. Линейка, для того чтобы измерить необходимые нам данные.
  2. Калькулятор, для того чтобы в дальнейшем подсчитать расчеты.

Вычисление объема прямоугольного параллелепипеда

Итак, вы знаете, что нужно рассчитать объем, но не забывайте, что обязательно нужно уточнить о какой именно фигуре идет речь: объем куба, или же объемного прямоугольника. Ведь расчет этих, казалось бы, одинаковых фигур, абсолютно разный.

Для начала рассмотрим само понятие объемного прямоугольника. Это параллелепипед. В его основании находится параллелограмм. Так как таковых у него шесть, следовательно все параллелограммы являются гранями параллелепипеда.

Что касается его граней, они могут отличаться, то есть, если прямые боковые грани представляют собой прямоугольники, тогда это прямой параллелепипед, ну, а если все шесть граней являются прямоугольниками, то перед нами прямоугольный параллелепипед.

  1. После прочтения задачи, нужно определить что именно следует найти; длину фигуры, объем или же площадь.
  2. Какая именно часть фигуры рассматривается в задаче — ребро, вершина, грань, сторона, а может быть, вся фигура целиком?

Определив все поставленные задачи, можно переходить непосредственно к вычислениям. Для этого нам понадобятся специальные формулы. Итак, для того чтобы найти объем прямоугольного параллелепипеда перемножается между собой длина, ширина и высота (то есть толщина фигуры). Формула вычисления объема прямоугольного параллелепипеда следующая:

V=a*b*h,

V является объемом параллелепипеда, где a — его длина b — ширина и h — высота соответственно.

Важно! Перед началом перевести все измерения в одну единицу исчисления. Ответ должен получится непременно в кубических единицах.

Пример первый

Определим объем бака для спирта, при следующих размерах:

  • длина три метра;
  • ширина два метра пятьдесят сантиметров;
  • высота триста сантиметров.

Для начала обязательно согласовываем единицы измерения и перемножаем их:

3*2.5*3.

Перемножив данные, мы получим ответ в кубических метрах, то есть 3*2.5*3= 22.5 метра в кубе.

Пример второй

Шкаф имеет высоту четыре метра, ширину семьдесят сантиметров и глубину 80 сантиметров.

Зная формулу вычисления можно произвести умножение. Но не стоит торопиться, как и было сказано вначале, следует согласовать между собой единицы, то есть при желании вычислять в сантиметрах перевести все исчисления в сантиметры, ежели в метрах, то в метры. Сделаем оба варианта.

Итак, начнем с сантиметров. Переводим метры в сантиметры:

V = 400 * 70 * 80;

V = 2240000 сантиметров в кубе.

Теперь метры:

V = 4* 0.7 * 0.8;

V = 2.24 метра в кубе.

Исходя из вышеперечисленных манипуляции, очевидно, что работа с кубическими метрами более легка и понятна.

Пример третий

Дана комната, объем которой должен быть вычислен. Длина этой комнаты равна пяти метрам, ширина — трем, а высота потолка 2,5. Опять используем известную нам формулу:

V = a * b * h;

где, а длина комната и равна 5, b- ширина и равна 3 и h высота, которая равна 2.5

Так как все единицы даны в метрах, можно сразу приступать к вычислениям. Перемножая между собой a, b и h:

V = 5 * 3 * 2.5;

V = 37.5 метра в кубе.

Итак, в качестве заключения, можно сказать, что зная основные математические правила для вычисления объема или же площади фигур, а также правильно определив фигуры (плоские или же объемные), умея переводить сантиметры в метры и наоборот — можно облегчить изучение геометрии вашему ребенку, что не может не сделать этот процесс более интересным и привлекательным, ведь все накопленные знания в школе, могут быть успешно использованы в самой обычной бытовой жизни в будущем.

Источник: https://LivePosts.ru/articles/education-articles/matematika/formuly-vychisleniya-obyoma-pryamougolnika-i-parallelepipeda

Как посчитать объем – формулы расчета

Вычисляем объем прямоугольника в зависимости от известных данных

Одна из интереснейших задач геометрии, результат решения которой важен и в физике, и в химии, и в других областях – определение объемов.

Занимаясь математикой в школе, детки часто задаются мыслью: «Зачем нам это нужно?» Мир вокруг кажется настолько простым и понятным, что определенные школьные знания относят к разряду «ненужных».

Но стоит столкнуться, к примеру, с транспортировкой и возникает вопрос о том, как посчитать объем груза. Скажете, что ничего проще нет? Ошибаетесь. Знание расчетных формул, понятий “плотности вещества”, “объемной плотности тел” становятся необходимы.

Школьные знания – практическая основа

Учителя школ, преподавая основы геометрии, предлагают нам такое определение объема: часть пространства, занимаемая телом. При этом формулы определения объемов давно записаны, и найти их можно в справочниках.

Определить объем тела правильной формы человечество научилось задолго до появления трактатов Архимеда. Но только этот великий греческий мыслитель ввел методику, дающую возможность определить объем любой фигуры. Его умозаключения стали основой интегрального исчисления.

Объемными считают фигуры, получаемые в процессе вращения плоских геометрических фигур.

Евклидова геометрия с определенной точностью позволяет определить объем:

Геометрическое телоФормула расчетаОсновные параметры
Прямоугольный параллелепипедV=lbhl – длина, b – ширина, h – высота
КубV=a3а – ребро куба
ЦилиндрV=ShS – площадь основания, h – высота
СфераV=4πR3/3R- радиус сферы

Отличие плоских и объемных фигур не позволяет ответить на вопрос некоторых страдальцев о том, как посчитать объем прямоугольника. Это, примерно, так же, как найти то, не знаю что. Путаница в геометрическом материале возможна, при этом прямоугольником иногда называют прямоугольный параллелепипед.

Что предпринимать, если форма тела не столь четко определена?

Определение объема сложных геометрических конструкций – работа не из легких. Стоит руководствоваться несколькими незыблемыми принципами.

  • Любое тело можно разбить на более простые части. Объем равен сумме объемов его отдельных частей.
  • Равновеликие тела имеют равные объемы, параллельный перенос тел не меняет его объема.
  • Единицей объема считают объем куба с ребром единичной длины.

Наличие тел неправильной формы (вспомним пресловутую корону царя Герона) не становится проблемой. Определение объемов тел гидростатическим взвешиванием вполне возможно. Это процесс непосредственного измерения объемов жидкости с погруженным в нее телом, который будет рассмотрен ниже.

Различные прикладные задачи на определение объема

Вернемся к проблеме: как посчитать объем перевозимых грузов. Каким является груз: фасованным или сыпучим? Каковы параметры тары? Вопросов больше, чем ответов. Немаловажным станет вопрос массы груза, поскольку транспорт отличается грузоподъемностью, а трассы – максимальным весом транспортного средства. Нарушение правил перевозки грозит штрафными санкциями.

Задача 1. Пусть груз представляет собой прямоугольные контейнеры, заполненные товаром. Зная вес товара и контейнера, можно с легкостью определить суммарный вес. Объем контейнера определяем как объем прямоугольного параллелепипеда.

Зная грузоподъемность транспорта, его габариты, можно просчитать возможный объем перевозимого груза. Верное соотношение этих параметров позволяет избежать катастрофы, преждевременного выхода транспорта из строя.

Задача 2. Груз – сыпучий материал: песок, щебень и тому подобное. На этом этапе без знаний физики обойтись может только классный специалист, опыт которого в грузоперевозках позволяет интуитивно определить предельно допустимый к перевозке объем.

Научный метод предполагает знание такого параметра, как плотность (объемная плотность) груза.

Используется формула V=m/ρ, где m – масса груза, ρ – плотность материала. Перед тем как посчитать объем, стоит узнать плотность груза, что также совсем не сложно (таблицы, лабораторное определение).

Эта методика также замечательно работает при определении объемов жидких грузов. При этом как единицу измерения используют литр.

Определение объемов строительных форм

Вопрос определения объемов играет немаловажную роль в строительстве. Возведение домов, других сооружений – дело затратное, стройматериалы требуют внимательного отношения и предельно точного расчета.

Основа здания – фундамент – представляет собой обычно литую конструкцию, заполняемую бетоном. Перед тем как посчитать объем бетона, необходимо определить тип фундамента.

Плитный фундамент – плита в виде прямоугольного параллелепипеда. Столбчатое основание – прямоугольные или цилиндрические столбы определенного сечения. Определив объем одного столба и умножив его на количество, можно рассчитать кубатуру бетона на весь фундамент.

Рассчитывая объем бетона для стен или перекрытий, поступают достаточно просто: определяют объем всей стены, умножая длину на ширину и высоту, затем отдельно определяют объемы оконных и дверных проемов. Разность объема стены и суммарного объема проемов – объем бетона.

Как определить объем здания?

Некоторые прикладные задачи требуют знаний об объеме зданий и сооружений. К ним относятся проблемы ремонта, реконструкции, определения влажности воздуха, вопросы, связанные с теплоснабжением и вентиляцией.

Прежде чем ответить на вопрос о том, как посчитать объем здания, делают замеры по внешней его стороне: площади сечения (длина умножается на ширину), высоты здания от нижней части первого этажа до чердака.

Определение внутренних объемов отапливаемых помещений проводят по внутренним обводкам.

Устройство систем отопления

Современные квартиры и офисы невозможно представить без системы отопления. Основной частью систем являются батареи и соединительные трубы. Как посчитать объем системы отопления? Полный объем всех секций отопления, который указан на самом радиаторе, необходимо сложить с объемом труб.

И на этом этапе встает проблема: как посчитать объем трубы. Представим, что труба – цилиндр, решение приходит само собой: используем формулу расчета объема цилиндра.

В отопительных системах трубы заполняются водой, поэтому необходимо знать площадь внутреннего сечения трубы. Для этого определяем ее внутренний радиус (R). Формула определения площади круга: S=πR2.

Общая длина труб определяется по их протяженности в помещении.

Канализация в доме – система труб

Закладывая трубы для водоотведения, также стоит знать объем трубы. На этом этапе необходим внешний диаметр, действия аналогичны предыдущим.

Определение объема металла, который идет на изготовление трубы – также интересная задача. Геометрически труба – цилиндр с пустотами. Определить площадь кольца, лежащего в ее сечении – задача достаточно сложная, но решаемая. Более простой выход – определить внешний и внутренний объемы трубы, разность этих величин и будет объемом металла.

Знаменитая легенда о короне царя Герона стала известной не только вследствие решения задачи выведения «на чистую воду» вороватых ювелиров. Итог сложной мыслительной деятельности Архимеда – определение объемов тел неправильной геометрической формы. Основная мысль, извлеченная философом – объем вытесненной телом жидкости равен объему тела.

В лабораторных исследованиях пользуются мерным цилиндром (мензуркой). Определяют объем жидкости (V1), погружают в нее тело, выполняют вторичные измерения (V2). Объем равен разности вторичных и первичных измерений: Vт = V2 – V1.

Такой метод определения объемов тел используют при вычислении объемной плотности сыпучих нерастворимых материалов. Он крайне удобен при определении плотности сплавов.

Вычислить объем булавки можно с применением этого метода. Кажется, достаточно сложно определить объем столь маленького тела, как булавка или дробинка. Линейкой его не измерить, мерный цилиндр также достаточно велик.

Но если использовать несколько совершенно одинаковых булавок (n), то можно при помощи мерного цилиндра определить их суммарный объем (Vт = V2 – V1). Затем полученную величину разделить на количество булавок. V= Vт.

Эта задача становится понятной, если из одного большого куска свинца необходимо отлить множество дробинок.

Единицы измерения объема жидкости

Интернациональная система единиц предполагает измерение объемов в м3. В обыденной жизни чаще используют внесистемные единицы: литр, миллилитр. Когда определяются, как посчитать объем в литрах, используют систему перевода: 1 м3 = 1000 литров.

Использование в повседневной жизни иных внесистемных мер может вызвать трудности. Англичане используют более привычные для них баррели, галлоны, бушели.

Система перевода:

Английские мерыРусские меры
Бушель36,4 лВедро12 л
Галлон4,5 лБочка490 л
Баррель(сухой)115,628 лШтоф1, 23 л
Баррель (нефтяной)158, 988 лЧарка0, 123 л
Английский баррель для сыпучих веществ163,65 лШкалик0,06 л

Задачи с нестандартными данными

Задача 1. Как посчитать объем, зная высоту и площадь? Обычно такую задачу решают, определяя объем покрытия различных деталей гальваническим путем. При этом площадь поверхности детали (S) известна. Толщина слоя (h) – высота. Объем определяют произведением площади и высоты: V=Sh.

Задача 2. Для кубов интересной, с математической точки зрения, может выглядеть задача определения объема, если известна площадь одной грани. Известно, что объем куба: V=a3, где а – длина его грани. Площадь боковой поверхности куба S=a2. Извлекая квадратный корень из площади, получаем длину грани куба. Используем формулу объема, вычисляем его значение.

Задача 3. Вычислить объем фигуры, если известна площадь и даны некоторые параметры. К дополнительным параметрам можно отнести условия соотношения сторон, высот, диаметров основания и многое другое.

Для решения конкретных задач понадобятся не только знания формул расчета объемов, но и другие формулы геометрии.

Определение объемов памяти

Совершенно не связанная с геометрией задача: определить объем памяти электронных устройств. В современном, достаточно компьютеризованном мире эта проблема не бывает лишней. Точные устройства, какими являются персональные компьютеры, не терпят приблизительности.

Знание объемов памяти флешки или иного накопителя полезно при копировании, перемещении информации.

Немаловажно знать объем оперативной и постоянной памяти компьютера. Часто пользователь сталкивается с ситуацией, когда «не идет игра», «виснет программа». Проблема вполне возможна при низком объеме памяти.

Единицей измерения информации считается байт и его производные (килобайт, мегабайт, терабайт).

1 кБ = 1024 Б

1 МБ = 1024 кБ

1 ГБ = 1024 Мб

Странность в данной системе перерасчета следует из двоичной системы кодирования информации.

Размер памяти запоминающего устройства является его основной характеристикой. Сравнивая объем переносимой информации и объем памяти накопителя, можно определить возможность его дальнейшей эксплуатации.

Понятие «объема» настолько масштабно, что в полной мере уяснить его многогранность можно только решая прикладные задачи, интересные и увлекательные.

Источник: https://FB.ru/article/143418/kak-poschitat-obyem---formulyi-rascheta

Расчет веса, массы, объема трубы (и других параметров): формулы и примеры

Вычисляем объем прямоугольника в зависимости от известных данных

Водопроводные, отопительные, канализационные, дымоходные, обсадные, медные, стальные, пластиковые, металлопластиковые, узкие, широкие — трубы разного назначения из различных материалов окружают нас повсюду.

Необходимость проложить новые коммуникации или заменить старые возникает и во время строительства дома, и при текущем ремонте.

Составляя проект предстоящих работ, не помешает вооружиться калькулятором, чтобы провести расчет веса трубы, ее массы, объема и прочих параметров.

Зачем нужно рассчитывать параметры труб?

Предварительный расчет параметров труб необходим во многих случаях. Например, для правильной коммуникации трубопровода с другими элементами системы. Проектировщики и монтажники при работе с трубами используют такие показатели, как:

  • проходимость трубопровода;
  • потери тепла;
  • количество утеплителя;
  • количество материала для защиты от коррозии;
  • шероховатость внутренней поверхности трубы и т. п.

В результате можно определить точное количество труб, необходимых для конкретной системы, а также их оптимальные характеристики. Правильные расчеты избавляют от избыточных расходов на приобретение и транспортировку материала, позволяют веществам, которые находятся в трубопроводе, перемещаться с заданной скоростью для максимально эффективного использования системы.

В этой таблице приведены некоторые полезные сведения о характеристиках труб разного вида, которые помогут выбрать подходящие конструкции, необходимые для создания трубопровода

В отопительных системах диаметр труб существенно зависит от допустимой скорости. Пример такого рода расчетов представлен на видео:

Расчеты различных параметров трубы

Для того, чтобы правильно рассчитать основные параметры труб, следует определить следующие показатели:

  • материал, из которого изготовлена труба;
  • тип сечения трубы;
  • внутренний и внешний диаметр;
  • толщина стенок;
  • длина трубы и т. п.

Часть данных можно получить, просто измерив конструкцию. Множество полезных сведений содержится в сертификационных документах, а также в различных справочниках и ГОСТах.

Как узнать диаметр и объем трубы?

Некоторые формулы расчетов знакомы каждому школьнику. Например, если нужно уточнить диаметр конкретной трубы, следует измерить ее окружность. Для этого можно воспользоваться сантиметровой лентой, которой пользуются швеи. Или же следует обернуть трубу другой подходящей лентой, а затем измерить полученный отрезок с помощью линейки.

Далее используем формулу длины окружности:

L=πD, где:

  • L — длина окружности круга;
  • π — постоянное число «пи», равное примерно 3,14;
  • D — диаметр окружности круга.

Достаточно проделать несложное преобразование, чтобы вычислить с помощью этой формулы внешний диаметр трубы:

D=L/π.

Измерив толщину стенок трубы, легко рассчитать также внутренний диаметр круга. Для этого от значения внешнего диаметра трубы следует отнять удвоенное значение толщины стенок трубы.

Расчет сечения трубы

Чтобы рассчитать сечение трубы, следует вычислить площадь круга. При этом учитывается разница между наружным диаметром трубы и толщиной ее стенок, проще говоря — внутренний диаметр трубы.

На этом рисунке наглядно представлены такие показатели как наружный диаметр трубы и толщина ее стенки. Разница между наружным диаметром и толщиной позволяет вычислить внутренний диаметр трубы

Формула площади круга выглядит так:

S=πR², где:

  • S — площадь круга;
  • π — число «пи»;
  • R — радиус круга, рассчитывается как половина диаметра.

Если используются сведения о наружном диаметре и толщине стенок трубы, то формула может выглядеть следующим образом:

S=π(D/2-T)², где:

  • S — площадь сечения;
  • π — число «пи»;
  • D — наружный диаметр трубы;
  • T — толщина стенок трубы.

Допустим, имеется труба, внешний диаметр которой составляет 1 метр, а толщина стенок равна 10 мм. Для начала следует согласовать все единицы измерения. Толщина стенок составит 0,01 метра. Согласно приведенной выше формуле рассчитаем сечение такой трубы:

S=3,14Х(1м/2-0,01м)²=0,75м²

Таким образом, сечение трубы с указанными параметрами будет равно 0,75 кв. м.

Как известно, точность вычислений с числом «пи» зависит от количества знаков после запятой, которые используются при применении этой константы. Однако в строительстве обычно нет нужды в сверхточных расчетах, и число «пи» принимается равным 3,14. Конечный результат также имеет смысл округлять до двух знаков после запятой.

Как рассчитать объем трубы?

На этой схеме наглядно отражено использование таких данных как радиус сечения трубы и ее длина для определения объема трубы

Выполнить расчет объема конкретного отрезка трубы также не сложно. Для этого нужно сначала найти площадь окружности трубы по ее внешнему диаметру по формуле, приведенной выше:

S=π(D/2)² или S=πR²

В этом случае D — это внешний диаметр трубы, а R – внешний радиус, т. е. половина диаметра. После этого полученное значение нужно умножить на длину отрезка трубы, получив объем, который выражается в кубических метрах. Формула расчета объема трубы может выглядеть так:

V=SH, где

  • V — объем трубы, куб. м.
  • S — площадь внешнего сечения, кв.м.;
  • H — длина отрезка трубы, м.

Допустим, имеется труба с внешним диаметром 50 см и длиной 2 метра. Сначала следует согласовать все единицы измерения. D=50 см=0,5 м. Подставим это значение в формулу площади круга:

S=π(D/2)²=3,14(0,5/2)²=0,0625 м²

Теперь можно вычислить объем:

V=SH=0,0625Х2=0,125 м³.

Все эти расчеты можно легко проделать с помощью обычного калькулятора, однако гораздо более удобно использовать соответствующую вычислительную машину, осуществляющую расчёт в режиме онлайн: https://calcsoft.ru/obyom-cilindra.

Калькулятор проводит вычисления в зависимости от начальных данных: радиус основания и высота, диаметр основания и высота или площадь основания и высота. 

Как рассчитать массу трубы?

Информация о весе конкретного количества труб необходима, чтобы спрогнозировать расходы на их транспортировку. Если используется большая конструкция, ее вес не помешает соотнести с несущей способностью фундамента знания.

В этой таблице указаны справочные данные о весе стальных труб различного вида с учетом их размеров и особенностей технологии производства

Ученикам средних классов хорошо известно, что найти массу объекта можно путем умножения его объема на плотность вещества, из которого этот объект состоит.

Строители избавлены от утомительных вычислений массы конкретного отрезка трубы, поскольку в различных строительных справочниках содержится информация о весе погонного метра самых различных видов труб.

Проще всего выполнить расчет массы трубы с помощью соответствующих ГОСТов, используя информацию о:

  • материале, из которого изготовлена труба;
  • ее внешнем диаметре;
  • толщине стенок;
  • внутреннем диаметре и т. п.

Выяснив вес одного погонного метра трубы, следует умножить полученное значение на общее количество погонных метров. Сложность задачи соответствует уровню четвертого-пятого класса общеобразовательной школы.

Для выяснения веса труб предлагаем вам воспользоваться нашим онлайн-калькулятором. В соответствующие поля вводят необходимые сведения, после чего программа выдает значение веса заданного количества труб.

').dialog(); //alert(errStr); return false; } else { Calculate(); } } function IsNumeric(sText) { var ValidChars = “0123456789.”; var IsNumber=true; var Char; for (i = 0; i

При монтаже самых различных систем может потребоваться утепление трубопровода. Чтобы максимально точно определить необходимое количество теплоизолирующего материала или другого необходимого покрытия (антикоррозионного, гидроизоляционного и т.п.), рекомендуется вычислить площадь внешней поверхности трубы.

Чтобы правильно рассчитать количество материала, необходимого для утепления трубы, следует вычислить площадь ее наружной поверхности. Для этого длину окружности наружного сечения следует умножить на длину трубы

Любую трубу круглого сечения можно мысленно представить как прямоугольник, который свернули в трубочку. Площадь прямоугольника определяется как произведение его длины и ширины. В случае с трубой длине прямоугольника будет соответствовать длина трубы, а его ширине — длина ее внешней окружности.

Формула длины окружности уже упоминалась в начале, она выглядит как L=∏D. Обозначим длину отрезка трубы как H. Тогда площадь наружной поверхности трубы будет равна:

Например, если имеется труба диаметром 30 см и длиной 5 метров, площадь ее поверхности будет равна:

St=πDH=3,14Х0,3Х5=4,71 кв.м.

Используя приведенные выше формулы, можно без труда сделать расчет объема внутреннего пространства трубы и площадь ее внутренней поверхности. Для этого в расчетах достаточно заменить значение внешнего диаметра трубы на величину ее внутреннего диаметра.

Все формулы и расчеты, описанные ранее, рассматривают исключительно трубы с круглым сечением. Действительно, в современном строительстве чаще всего используются именно такие конструкции. Однако существуют трубопроводы с:

Для расчета таких нестандартных труб рекомендуется использовать ряд простых формул. Так, площадь квадратного или прямоугольного сечения определяется как произведение длины и ширины.

Умножив площадь на длину отрезка трубы, можно вычислить объем трубы. Чтобы найти площадь поверхности трубы прямоугольного сечения, следует перемножить длину отрезка трубы и периметр сечения.

Периметр, как известно, это сумма всех сторон прямоугольника.

Трубы с прямоугольным или трапециевидным сечением чаще всего применяются при создании дымоходов и канализационных систем. Для расчета основных параметров таких труб используют несколько простых формул

Периметр трапеции также вычисляется как сумма всех ее сторон. Умножаем эти данные на длину отрезка трубы и получаем площадь поверхности трубы. Чтобы рассчитать объем трубы с трапециевидным сечением, нужно сначала найти площадь трапеции. Она рассчитывается как произведение полусуммы ее оснований и высоты:

Умножив площадь трапециевидного сечения на длину отрезка трубы, получаем ее объем.

Чтобы рассчитать параметры трубы с овальным сечением, действуют примерно так же. Вычисляют длину окружности овала, а также его площадь. Умножив длину окружности на длину отрезка трубы, получим поверхности трубы. Произведение площади овального сечения и длины отрезка трубы даст значение объема трубы.

Овал имеет две оси: большую и малую. Длина окружности овала (или эллипса) рассчитывается как произведение числа «пи» на сумму длин его полуосей:

Чтобы избежать сложных расчетов, можно воспользоваться многочисленными он-лайн калькуляторами, которые позволяют рассчитать параметры труб самых разных конфигураций.

Источник: https://aqua-rmnt.com/uchebnik/truby/raschet-vesa-massy-obema-truby.html

Урок 11Моделирование в электронных таблицах

Вычисляем объем прямоугольника в зависимости от известных данных

| Информатика и информационно-коммуникационные технологии | Планирование уроков и материалы к урокам | 11 классы | Планирование уроков на учебный год | Моделирование в электронных таблицах

Имеется квадратный лист картона. Из листа по углам вырезают четыре квадрата и склеивают коробку по сторонам вырезов. Какова должна быть сторона вырезаемого квадрата, чтобы коробка имела наибольшую вместимость? Какого размера надо взять лист, чтобы получить из него коробку с заданным максимальным объемом?

ЦЕЛЬ МОДЕЛИРОВАНИЯ

Определить максимальный объем коробки.

ФОРМАЛИЗАЦИЯ ЗАДАЧИ

Проведем формализацию задачи в виде поиска ответов на вопросы.

ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ

Для вывода формул математической модели составим геометрическую модель в виде чертежа с указанием исследуемых характеристик объекта.

Расчетные параметры объекта определяются по формулам:

с=а—2b — длина стороны дна;

S=c2 — площадь дна;

V=Sb — объем.

Здесь а — длина стороны картонного листа, b — размер выреза. Первоначальный размер выреза b0=0. Последующие размеры выреза определяются по формуле bi+1=bi+△b.

КОМПЬЮТЕРНАЯ МОДЕЛЬ

Для моделирования будем использовать среду табличного процессора. В этой среде информационная и математическая модели объединяются в таблицу, которая содержит три области:  ♦ исходные данные; ♦ промежуточные расчеты;

♦ результаты.

Заполните область исходных данных по предложенному образцу. В этой области заданы тестовые исходные параметры а=40 см, △b=1 см, которые были использованы для расчета «вручную» длины стороны дна, площади дна и объема коробки при нескольких значениях выреза.

Составьте таблицу расчета по приведенному образцу.

Введите расчетные формулы по правилам, принятым в среде электронных таблиц:

ТЕСТИРОВАНИЕ

Провести тестовый расчет компьютерной модели.

ЭКСПЕРИМЕНТ 1

Проследить, как изменяется с увеличением выреза: ♦ длина стороны дна; ♦ площадь дна;

♦ объем коробки.

ЭКСПЕРИМЕНТ 2

Исследовать, как определить наибольший объем коробки и соответствующий вырез.

ЭКСПЕРИМЕНТ 3

Исследовать, как изменяется наибольший объем коробки и соответствующий вырез при изменении стороны исходного листа.

ЭКСПЕРИМЕНТ 4

Исследовать, как изменяется наибольший объем коробки и соответствующий вырез, если уменьшить шаг изменения выреза (например, при △b=0,3 см).

ЭКСПЕРИМЕНТ 5

Подобрать размер картонного листа, из которого можно сделать картонную коробку с заданным наибольшим объемом (например, 5000 см3).

IV этап. Анализ результатов моделирования

По результатам экспериментов сформулируйте выводы.

Составьте отчет в текстовом процессоре. В отчете отразите этапы моделирования: исходные данные, геометрическую модель, расчетные формулы, результаты экспериментов и выводы.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

3.2. Определение максимальной площади треугольника.

В прямоугольном треугольнике задана длина гипотенузы с. Найти размеры катетов, при которых треугольник имеет наибольшую площадь. Составить геометрическую и математическую модель. Провести расчеты.

3.3. Определение минимальной длины изгороди садового участка.

Садовый участок прямоугольной формы имеет площадь 5. При каких размерах длины и ширины участка длина изгороди будет наименьшей? Составить геометрическую и математическую модель. Провести расчеты.

Источник: https://xn----7sbbfb7a7aej.xn--p1ai/informatika_11/informatika_materialy_zanytii_11_11.html

Площадь прямоугольника

Вычисляем объем прямоугольника в зависимости от известных данных

Прямоугольник – это параллелограмм, у которого все углы равны 90°, а противоположные стороны попарно параллельны и равны.

У прямоугольника есть несколько неопровержимых свойств, которые применяются в решении множества задач, в формулах площади прямоугольника и его периметра. Вот они:

  • Стороны прямоугольника являются его высотами;
  • Длины диагоналей равны между собой ;
  • Точка пересечения диагоналей делит их пополам;

Длина неизвестной стороны или диагонали прямоугольника вычисляется по формуле площади прямоугольного треугольника или по теореме Пифагора. Площадь прямоугольника можно найти двумя способами – по произведению его сторон или по формуле площади прямоугольника через диагональ. Первая и самая простая формула выглядит так:

Пример расчета площади прямоугольника по этой формуле очень прост. Зная две стороны, к примеру a =3 см, b = 5 см, мы легко высчитаем площадь прямоугольника:
Получаем, что в таком прямоугольнике площадь будет равна 15 кв. см.

Иногда требуется применить формулу площади прямоугольника через диагонали. Для нее потребуется не только узнать длину диагоналей, но и угол между ними:

Рассмотрим пример расчета площади прямоугольника через диагонали. Пусть дан прямоугольник с диагональю d = 6 см и углом = 30°.

Подставляем данные в уже известную формулу:

Итак, пример расчета площади прямоугольника через диагональ показал нам, что найти площадь таким образом, если задан угол, довольно просто.

Рассмотрим еще одну интересную задачку, которая поможет нам немного размять мозги.

Задача: Дан квадрат. Его площадь равна 36 кв. см. Найдите периметр прямоугольника, у которого длина одной из сторон равна 9 см, а площадь такая же, как у заданного выше квадрата.
Итак, у нас есть несколько условий.

Для наглядности запишем их, чтобы увидеть все известные и неизвестные параметры:
Стороны фигуры попарно параллельны и равны.

Поэтому периметр фигуры равен удвоенной сумме длин сторон:
Из формулы площади прямоугольника, которая равняется произведению двух сторон фигуры, найдем длину стороны b
Отсюда:
Подставляем известные данные и находим длину стороны b:
Рассчитываем периметр фигуры:
Вот так, зная несколько легких формул, можно вычислить периметр прямоугольника, зная его площадь.

Сектор кругового кольца – это плоская фигура, которая представляет собой часть плоскости между дугами двух окружностей с общим центром и разным радиусами, ограниченных двумя радиальными линиями, которые проведены к концам дуги с большим радиусом.

Формула площади сектора кольца, выраженная через внешний и внутренний радиусы

Пусть дана окружность радиуса R и окружности радиуса r. Причем R>r. Совместим центры этих окружностей. Возьмем на окружности с большим радиусом две произвольные точки. Проведем к ним радиусы, которые образуют угол α. Эти радиусы отсекут от окружностей некоторые дуги.

Фигура, заключенная между этими дугами окружностей и радиусами, проведенными к концам этих дуг, и будет сектор кольца, у которого R является внешним радиусом, r -внутренним радиусом.Тогда площадь этой фигуры будет равна разницы между площадью сектора круга с большим радиусом и площадью сектора круга с меньшим радиусом.

Площадь сектора круга с радиусом r выражается формулой:

где l–длина дуги равная Подставим выражение длины дуги в формулу площади сектора. Получим:
Площадь круга с радиусом R выражается формулой:
где L–длина дуги равная Подставим выражение длины дуги в формулу площади сектора.

Получим:

Тогда площадь кольца будет равна:

Таким образом, площадь сектора кольца равна произведению площади единичного сектора кольца, то есть сектору, соответствующему центральному углу с мерой равной единице на меру центрального угла, соответствующего данному сектору.

Формула имеет вид:

Пример расчета площади сектора кольца, если известны его радиусы.Найдите площадь сектора кольца, образованного углом 30° , если его внешний радиус равен 14, а внутренний – 8.Площадь кольца вычисляется по формуле:

Подставив значения из условия задачи, имеем:

Page 3

Чтобы найти объем конуса необходимо произвести дополнительные построения.

Построим вписанную в конус правильную n-угольную пирамиду и опишем вокруг данного конуса правильную n-угольную пирамиду.Вписанная пирамида содержится в конусе. Из этого следует, что ее объем не больше объема конуса.

Описанная пирамида содержит конус, а это значит, что ее объем не меньше объема конуса.

Впишем в основание вписанной пирамиды окружность.
Если радиус вписанного правильного n-угольника равен R, то радиус вписанной в него окружности будет равен:

Объем вписанной пирамиды вычисляется по формуле:

где S – основание пирамиды.
Площадь данного круга вычисляется по формуле: Площадь основания вписанной пирамиды не меньше площади круга, содержащегося в ней

Поэтому утверждение, что объем вписанной в конус пирамиды не меньше верно.

А следовательно, мы может утверждать, что объем конуса, содержащий эту пирамиду будет больше или равен
V≥

Теперь опишем окружность вокруг основания описанной вокруг конуса пирамиды.
Радиус этой окружности будет равен:

Площадь данного круга вычисляется по формуле:
Основание описанной пирамиды содержится в круге описанном вокруг него. Поэтому площадь основания пирамиды не больше
Поэтому утверждение,что объем описанной пирамиды не больше верно.

А следовательно, мы может утверждать, что объем конуса, содержащий в эту пирамиду будет меньше или равен

Два полученных неравенства равны при любом n.

Если то
Тогда из первого неравенства следует, что V≥
Из второго неравенства

Отсюда следует, что

Объем конуса равен одной трети произведения радиуса на высоту.

Пример расчета объема конусаНайти объем конуса, если его радиус основания равен 3 см, а образующая 5 см.

Объем конуса вычисляется по формуле:

Для того, чтобы воспользоваться данной формулой необходимо найти высоту конуса. Образующая конуса, его высота и радиус основания образуют прямоугольный треугольник.

Воспользовавшись теоремой Пифагора имеем:

Отсюда:

Подставим значение радиуса и высоты в формулу объема конуса.Имеем:

Page 4

При нахождении объема усеченного конуса целесообразней рассматривать разность объема полного конуса и объема отсеченного конуса.

Дополним данный усеченный конус до полного . Пусть его высота будет x . Если высота усеченного конуса – h , то высота отсеченного конуса будет – x-h .

Высота усеченного конуса будет равна разности объема полного конуса с радиусом R1и высотой x и объема полного конуса с радиусом R2. и высотой x-h.

Из подобия этих конусов получаем:
Выразим x:

Тогда объем усеченного конуса можно выразить:
Применив формулу разницы кубов, имеем:

Таким образом, формула объема усеченной пирамиды имеет вид:

Пример расчета объема усеченного конусаРадиусы основания усеченного конуса равны 11 и 27 , образующая относится к высоте как 17:15 . Найдите объем усеченного конуса.

Объем усеченного конуса вычисляется по формуле:
Для того, чтобы воспользоваться данной формулой необходимо найти высоту конуса. Образующая конуса, его высота и разница радиусов оснований образуют прямоугольный треугольник.

Воспользовавшись теоремой Пифагора получаем: Так как образующая относится к высоте как 17:15, то L=17x, H=15x.

Тогда:

Тогда высота усеченного конуса будет равна:

Подставим значения в формулу объема усеченного конуса. Получим:

Page 5

При нахождении объема усеченного конуса целесообразней рассматривать разность объема полного конуса и объема отсеченного конуса. Читать далее

Чтобы найти объем конуса необходимо произвести дополнительные построения. Читать далее

Усеченный конус – это часть конуса, ограниченная между двумя параллельными основаниями перпендикулярными его оси симметрии. Читать далее

Пусть α– плоскость, точка S– точка, не лежащая в этой плоскости. Возьмем на плоскости произвольный круг с радиусом R. Читать далее

Сектор кругового кольца – это плоская фигура, которая представляет собой часть плоскости между дугами двух окружностей с общим центром и разным радиусами, ограниченных двумя радиальными линиями, которые проведены к концам дуги с большим радиусом. Читать далее

Кольцо – это плоская геометрическая фигура, которая представляет собой часть плоскости между двумя окружностями с общим центром, но имеющими разный радиус. Читать далее

Очень часто на практике приходится сталкиваться с задачей нахождения длины дуги. Читать далее

Шестиугольной пирамидой называется многогранник, в основании которого лежит правильный шестиугольник, а боковые грани образуются одинаковыми равнобедренными треугольниками. Читать далее

Многогранник, в основании которого лежит правильный треугольник, а остальные грани представлены равнобедренными треугольниками называется треугольной пирамидой. Читать далее

Четырехугольной пирамидой называется многогранник, в основании которого лежит квадрат, а все боковые грани являются одинаковыми равнобедренными треугольниками. Читать далее

Page 6

У большинства детей младшего школьного возраста хорошо развита механическая память, которая задействуется при выучивании правил.

Но для отдельных детей, а особенно творческих личностей, зубрежка является невыносимой.

Родители, думающие, что их чадо не способно освоить изучение таблицы умножения и поэтому в дальнейшем будет отставать в математике, заблуждаются. На самом деле к нему нужен совершенно другой, особый подход.

Читать далее

Ниже представлена таблица степеней от 2 до 10 натуральных чисел от 1 до 20.
Читать далее

Таблица кубов натуральных чисел от 1 до 100
Читать далее

Таблица факториалов от 1 до 40
Читать далее

Page 7

При нахождении объема усеченного конуса целесообразней рассматривать разность объема полного конуса и объема отсеченного конуса. Читать далее

Чтобы найти объем конуса необходимо произвести дополнительные построения. Читать далее

Усеченный конус – это часть конуса, ограниченная между двумя параллельными основаниями перпендикулярными его оси симметрии. Читать далее

Пусть α– плоскость, точка S– точка, не лежащая в этой плоскости. Возьмем на плоскости произвольный круг с радиусом R. Читать далее

Сектор кругового кольца – это плоская фигура, которая представляет собой часть плоскости между дугами двух окружностей с общим центром и разным радиусами, ограниченных двумя радиальными линиями, которые проведены к концам дуги с большим радиусом. Читать далее

Кольцо – это плоская геометрическая фигура, которая представляет собой часть плоскости между двумя окружностями с общим центром, но имеющими разный радиус. Читать далее

Очень часто на практике приходится сталкиваться с задачей нахождения длины дуги. Читать далее

Шестиугольной пирамидой называется многогранник, в основании которого лежит правильный шестиугольник, а боковые грани образуются одинаковыми равнобедренными треугольниками. Читать далее

Многогранник, в основании которого лежит правильный треугольник, а остальные грани представлены равнобедренными треугольниками называется треугольной пирамидой. Читать далее

Четырехугольной пирамидой называется многогранник, в основании которого лежит квадрат, а все боковые грани являются одинаковыми равнобедренными треугольниками. Читать далее

Источник: https://2mb.ru/matematika/geometriya/ploshhad-pryamougolnika/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.