Məzmuna keç

Fırlanma cisimləri, onların səthi və həcmi

Silindr və konus: elementləri, ox kəsiyi və açılışı

Silindr və konus fırlanma cisimləridir: onlar düzbucaqlının və düzbucaqlı üçbucağın fırlanmasından alınır. İmtahanda bu cisimlərin səthi və həcmi haqqında məsələlərin çoxu radius, hündürlük və doğuran arasındakı əlaqəni tapmaqla başlayır.

  • Qəbul, II mərhələ
  • Buraxılış, 11-ci sinif
Mövzu DİM-in 2027 proqramından, səh. 18

Silindr

Düzbucaqlını tərəflərindən biri ətrafında fırlatdıqda silindr alınır. Fırlanma oxu olan tərəf silindrin hündürlüyü, ona qonşu tərəf isə oturacağın radiusu olur.

  • Oturacaqlar: paralel müstəvilərdə yerləşən, radiusu RR olan iki bərabər dairə.
  • Ox: oturacaqların mərkəzlərindən keçən düz xətt.
  • Doğuranlar: oturacaq çevrələrinin uyğun nöqtələrini birləşdirən parçalar. Onların hamısı bərabərdir və oxa paraleldir.
  • Hündürlük hh: oturacaqların müstəviləri arasındakı məsafə. Düz silindrdə doğuran hündürlüyə bərabərdir.

Ox kəsiyi (silindrin oxundan keçən müstəvi ilə kəsiyi) tərəfləri 2R2R və hh olan düzbucaqlıdır. Ox kəsiyi kvadratdırsa, h=2Rh = 2R olur. Ox kəsiyinin diaqonalı d=4R2+h2d = \sqrt{4R^2 + h^2}-dir. Bu diaqonal oturacaq müstəvisi ilə β\beta bucağı əmələ gətirirsə, tg⁡β=h2R\operatorname{tg}\beta = \dfrac{h}{2R} olur.

Silindrin yan səthini doğuran boyunca kəsib açsaq, tərəfləri 2πR2\pi R və hh olan düzbucaqlı alınır: bu, yan səthin açılışıdır. Açılışın bir tərəfi oturacaq çevrəsinin uzunluğuna, digəri hündürlüyə bərabərdir.

Konus

Düzbucaqlı üçbucağı katetlərindən biri ətrafında fırlatdıqda konus alınır.

  • Təpə: fırlanma oxu üzərində yerləşən, oturacaqdan kənar təpə.
  • Oturacaq: radiusu RR olan dairə; RR fırlanma oxu olmayan ikinci katetdir.
  • Hündürlük hh: təpədən oturacağın mərkəzinə qədər parça, yəni fırlanma oxu olan katet.
  • Doğuran ll: təpəni oturacaq çevrəsinin nöqtəsi ilə birləşdirən parça, yəni üçbucağın hipotenuzu.

RR, hh və ll düzbucaqlı üçbucaq əmələ gətirir, ona görə

l2=R2+h2.l^2 = R^2 + h^2.

Doğuranla oturacaq müstəvisi arasındakı bucaq φ\varphi olarsa, cos⁡φ=Rl\cos\varphi = \dfrac{R}{l}, sin⁡φ=hl\sin\varphi = \dfrac{h}{l}.

Ox kəsiyi yan tərəfləri ll, oturacağı 2R2R, hündürlüyü hh olan bərabəryanlı üçbucaqdır. Ox kəsiyi bərabərtərəfli üçbucaqdırsa, l=2Rl = 2R olur. Hündürlük ox kəsiyinin təpə bucağını yarıya bölür: bu bucaq 2β2\beta olarsa, sin⁡β=Rl\sin\beta = \dfrac{R}{l}.

Konusun yan səthinin açılışı

Konusun yan səthini doğuran boyunca kəsib açsaq, dairə sektoru alınır:

  • sektorun radiusu doğurana bərabərdir: ll;
  • sektorun qövsünün uzunluğu oturacaq çevrəsinin uzunluğuna bərabərdir: 2πR2\pi R.

Buradan sektorun mərkəzi bucağı tapılır:

α=Rl⋅360∘.\alpha = \frac{R}{l} \cdot 360^\circ.

Məsələn, açılış yarımdairədirsə (α=180∘\alpha = 180^\circ), l=2Rl = 2R olur.

Səth və həcm düsturları

Bu düsturlar ayrıca dərslərdə ətraflı izah olunur, burada isə yadda saxlamaq üçün verilir.

Silindr:

  • Syan=2πRhS_{\text{yan}} = 2\pi Rh, Stam=2πR(R+h)S_{\text{tam}} = 2\pi R(R + h), V=πR2hV = \pi R^2 h.

Konus:

  • Syan=πRlS_{\text{yan}} = \pi R l, Stam=πR(R+l)S_{\text{tam}} = \pi R(R + l), V=13πR2hV = \dfrac{1}{3}\pi R^2 h.

Yan səthin düsturları açılışdan alınır. Silindrin açılışı düzbucaqlıdır, sahəsi 2πR⋅h2\pi R \cdot h. Konusun açılışı sektordur, onun sahəsi qövs uzunluğu ilə radiusun hasilinin yarısıdır: 12⋅2πR⋅l=πRl\dfrac{1}{2} \cdot 2\pi R \cdot l = \pi R l.

Diqqət: konusun həcmində hündürlük hh, yan səthində isə doğuran ll iştirak edir.

Yadda saxla

  1. Silindr düzbucaqlının, konus isə düzbucaqlı üçbucağın katet ətrafında fırlanmasından alınır.
  2. Silindrin ox kəsiyi tərəfləri 2R2R və hh olan düzbucaqlıdır; konusun ox kəsiyi oturacağı 2R2R olan bərabəryanlı üçbucaqdır.
  3. Konusda l2=R2+h2l^2 = R^2 + h^2.
  4. Konusun yan səthinin açılışı radiusu ll olan sektordur, onun mərkəzi bucağı Rl⋅360∘\dfrac{R}{l} \cdot 360^\circ-dir.
  5. Silindr: V=πR2hV = \pi R^2 h; konus: V=13πR2hV = \dfrac{1}{3}\pi R^2 h, Syan=πRlS_{\text{yan}} = \pi R l.

Həll olunmuş misallar

  1. Misal 1

    Konusun doğuranı 10, oturacağının radiusu 6-dır. Konusun hündürlüyünü, ox kəsiyinin sahəsini, yan səthinin açılışının mərkəzi bucağını və həcmini tapın.

    Həlli

    1. h=l2−R2=100−36=8h = \sqrt{l^2 - R^2} = \sqrt{100 - 36} = 8.
    2. Ox kəsiyi oturacağı 2R=122R = 12, hündürlüyü h=8h = 8 olan üçbucaqdır: S=12⋅12⋅8=48S = \dfrac{1}{2} \cdot 12 \cdot 8 = 48.
    3. Açılışın mərkəzi bucağı: α=610⋅360∘=216∘\alpha = \dfrac{6}{10} \cdot 360^\circ = 216^\circ.
    4. Həcm: V=13π⋅36⋅8=96πV = \dfrac{1}{3}\pi \cdot 36 \cdot 8 = 96\pi.

    Cavab: h=8h = 8; 48; 216∘216^\circ; 96π96\pi.

  2. Misal 2

    Silindrin ox kəsiyi sahəsi 36 olan kvadratdır. Silindrin tam səthinin sahəsini və həcmini tapın.

    Həlli

    1. Kvadratın tərəfi 36=6\sqrt{36} = 6. Ox kəsiyinin tərəfləri 2R2R və hh olduğu üçün h=6h = 6 və 2R=62R = 6, yəni R=3R = 3.
    2. Stam=2πR(R+h)=2π⋅3⋅9=54πS_{\text{tam}} = 2\pi R(R + h) = 2\pi \cdot 3 \cdot 9 = 54\pi.
    3. V=πR2h=π⋅9⋅6=54πV = \pi R^2 h = \pi \cdot 9 \cdot 6 = 54\pi.

    Cavab: Stam=54πS_{\text{tam}} = 54\pi, V=54πV = 54\pi.

Özünü yoxla

Əvvəl özün həll et, sonra cavaba bax.

  1. Tərəfləri 3 və 5 olan düzbucaqlı uzunluğu 5 olan tərəfi ətrafında fırladılır. Alınan silindrin həcmini tapın.

    1. 15π15\pi
    2. 30π30\pi
    3. 45π45\pi
    4. 75π75\pi
    5. 90π90\pi
    Cavabı göstərCavabı gizlət

    Düzgün cavab: C 45π45\pi

    Fırlanma oxu uzunluğu 5 olan tərəfdir, ona görə h=5h = 5, radius isə digər tərəfdir: R=3R = 3. V=π⋅32⋅5=45πV = \pi \cdot 3^2 \cdot 5 = 45\pi. (75π75\pi düzbucaqlını digər tərəfi ətrafında fırlatdıqda alınır.)

  2. Konusun ox kəsiyi tərəfi 8 olan bərabərtərəfli üçbucaqdır. Konusun yan səthinin sahəsini tapın.

    1. 16π16\pi
    2. 32π32\pi
    3. 48π48\pi
    4. 64π64\pi
    5. 163π16\sqrt{3}\pi
    Cavabı göstərCavabı gizlət

    Düzgün cavab: B 32π32\pi

    Ox kəsiyinin yan tərəfi doğurandır: l=8l = 8; oturacağı diametrdir: 2R=82R = 8, R=4R = 4. Syan=πRl=π⋅4⋅8=32πS_{\text{yan}} = \pi R l = \pi \cdot 4 \cdot 8 = 32\pi. (48π48\pi tam səthin sahəsidir.)

  3. Konusun yan səthinin açılışı yarımdairədir. Konusun doğuranı ilə oturacaq müstəvisi arasındakı bucağı tapın.

    1. 15∘15^\circ
    2. 30∘30^\circ
    3. 45∘45^\circ
    4. 60∘60^\circ
    5. 75∘75^\circ
    Cavabı göstərCavabı gizlət

    Düzgün cavab: D 60∘60^\circ

    Açılışın bucağı 180∘=Rl⋅360∘180^\circ = \dfrac{R}{l} \cdot 360^\circ, buradan Rl=12\dfrac{R}{l} = \dfrac{1}{2}. Onda cos⁡φ=Rl=12\cos\varphi = \dfrac{R}{l} = \dfrac{1}{2}, yəni φ=60∘\varphi = 60^\circ.

Tipik səhvlər

  • Konusda hündürlüklə doğuranı qarışdırmaq: həcm düsturunda hh, yan səthin düsturunda isə ll iştirak edir.
  • Silindrin ox kəsiyinin tərəflərini RR və hh götürmək. Doğrusu: 2R2R və hh, çünki kəsik diametrdən keçir.
  • Düzbucaqlını fırladanda radiusu səhv seçmək: fırlanma oxu olan tərəf hündürlük, digər tərəf radiusdur. Konusun həcmində 13\dfrac{1}{3} vuruğunu unutmaq da tez-tez rast gəlir.

Hələ də tam aydın deyil?

Mövzunu sənə səsli dərs kimi izah edir, lövhədə yazır və suallarla yoxlayır.