Как найти объем стенок полого шара

Объём стенок шара равен разности между объёмом шара с внешним диаметром и объёмом шара с внутренним диаметром.
R– радиус внешней сферы равен D:2=9 см
r – радиус внутренней сферы равен 9-3=6 см
Формула объёма шара
V= frac } \

V_ = frac =972 pi \

 V_ = frac =288 pi \
V стенки=972π-288π=684π см³

image

Масса полой детали

Никогда не устану повторять, что масса тела — это его объем V, умноженный на плотность его материала rho (см. таблицы плотностей):
m~=~V~*~rho
Однако, в случае полой или пустотелой детали мы будем иметь дело не с объемом ее тела, а с объемом ее стенок. Объем стенок полой детали проще всего представить как разность объемов двух сплошных тел: с внешними размерами и с внутренними (из полного объема тела вычитается объем внутренней пустоты).
Формулы для объема сплошных тел можно найти в статье «Масса сплошной детали».

Примечание. В приведенных ниже формулах все размеры измеряются в миллиметрах, а плотность — в граммах на кубический сантиметр.
Буквой pi обозначено отношение длины окружности к ее диаметру, составляющее примерно 3,14.


1. Масса трубки (полого цилиндра)

ТрубкаОбъем стенок трубки: V~=~{pi{D^2/4}L}~-~{pi{(D~-~2T)^2/4}L}, где D — внешний диаметр трубки, L — длина трубки, T — толщина стенки.
После упрощения получаем формулу для объема: V~=~pi*(D~-~T)*T*L
Тогда масса трубки:

m~=~{{pi~*~(D~-~T)~*~T~*~L}/1000}~*~rho


2. Масса полого (пустотелого) шара

шарОбъем стенок шара: V~=~{pi/6}*(D^3~-~(D~-~2T)^3), где D — внешний диаметр шара, T — толщина стенки.
Тогда масса:

m~=~pi~*~{{D^3~-~(D~-~2T)^3}/6000}~*~rho


3. Масса полого сегмента шара

сегмент шараОбъем стенок сегмента шара: V={pi/6}H((H^2+{3/4}D^2)~-~((H-T)^2+{3/4}(D-2T)^2)), где D — внешний диаметр основания сегмента, H — высота сегмента, T — толщина стенки*.
После упрощения получаем формулу для объема: V~=~{pi/6}*H*T*(H~+~3D~-~4T)
Тогда масса:

m~=~{{pi~*~H~*~T~*~(H~+~3D~-~4T)}/6000}~*~rho


4. Масса полого усеченного конуса

Усеченный конусОбъем стенок круглого усеченного конуса: V={pi/12}H(D1^2+D1*D2+D2^2-(D1-2T)^2-(D1-2T)(D2-2T)-(D2-2T)^2), где D1 — внешний диаметр большего основания, D2 — внешний диаметр меньшего основания, H — высота конуса, T — толщина стенки*.
После упрощения получаем формулу для объема: V~=~{pi/2}*H*T*(D1~+~D2~-~2T)
Тогда масса:

m~=~{{pi~*~H~*~T~*~(D1~+~D2~-~2T)}/2000}~*~rho


5. Масса полой усеченной пирамиды

Усеченная пирамидаДля простоты рассмотрим усеченную пирамиду с квадратным основанием. Объем ее стенок: V={H/3}(A1^2+A1*A2+A2^2-(A1-2T)^2-(A1-2T)(A2-2T)-(A2-2T)^2), где A1 — внешний размер большего основания, A2 — внешний размер меньшего основания, H — высота пирамиды, T — толщина стенки*.
После упрощения получаем формулу для объема: V~=~{1/3}*H*T*(A1~+~A2~-~2T)
Тогда масса:

m~=~{{H~*~T~*~(A1~+~A2~-~2T)}/3000}~*~rho


* в данном случае T — это не вполне толщина стенки. Строго говоря, мы имеем тут дело с двумя величинами: та T, что стоит в формулах за скобкой, это точно толщина стенки, а та T, которую мы отнимаем от внешнего размера тела, чтобы получить его внутренний размер, — это толщина стенки, деленная на косинус угла наклона образующей. Но в большинстве случаев толщина стенки не превышает нескольких процентов от размеров тела, и ошибкой можно пренебречь. Однако, для толстостенных деталей это обстоятельство нужно учитывать.

Найди верный ответ на вопрос ✅ «Внешний диаметр полого шара 18 см, толщина стенок 3 см. Найдите объём стенок. …» по предмету 📙 Геометрия, а если ответа нет или никто не дал верного ответа, то воспользуйся поиском и попробуй найти ответ среди похожих вопросов.

Искать другие ответы

Главная » Геометрия » Внешний диаметр полого шара 18 см, толщина стенок 3 см. Найдите объём стенок.

Лучший ответ

Ярославна Бершак

Мудрец

(15552)


14 лет назад

V(шара) =4/3ПиR^3
V(стенок) = V(шара) -V(внутреннего пространства)
внешний R=18/2=9
V(внешний) =4/3Пи9^3=972Пи
внутренний R=(18-6)/2=6
V(внутренний) =4/3Пи6^3 = 288Пи
V(стенок) =972Пи – 288Пи = 684Пи
Ответ: объём стенок равен 684Пи

Остальные ответы

Flora Grow

Мастер

(2198)


14 лет назад

вычислить объём шара с радиусом 9 см. потом вычислить объём шара с радиусом 6 см. потом из первого объёма вычесть второй. всё =)

Aleksei

Мудрец

(19451)


14 лет назад

V_стенок = 4/3*pi*(R^3 – (R-h)^3) = 4/3*pi*(9*9*9 – 6*6*6) = 4/3*pi*(729 – 216) = 684*pi

Тема. «Объёмы тел вращения».

Методическое пособие по решению задач для студентов 2 курса СПО.

Дистанционная форма обучения.

1. Теоретический материал.

             Вид круглого тела

Формула объёма

                                 1. Цилиндр

             

V = R2H

                                  2. Конус  

         

V = R2H

                        3. Усеченный конус  

                   

V = h(R2 + Rr + r2)

                                  6. Шар

V = R3

2. Решение задач.

Задача № 1

Цилиндр и конус имеют общее основание и общую высоту. Вычислите объем цилиндра, если объем конуса равен 36 см3.

Дано:                                                                                                                                          

 Rц = Rк= R;    H ц = H к= H;    

Vк = 36 см3

 Найти: Vц 

   

Решение.

Vц = R2H;   Vк = R2H,

следовательно объем цилиндра в 3 раза больше

объема конуса.

Vц = 3 Vк;      

Vц=

Ответ. 108 см3

Задача № 2

Высота одного цилиндра вдвое больше высоты второго цилиндра, но его радиус в два раза меньше радиуса второго цилиндра. Найти отношение их объёмов

Дано:

R = R;  Н 1ц = Н;  R = 2R;

 Н 2ц = Н;  

Найти:  

Решение.

V = R2H;  

V =

=

Ответ.  =

Задача  3.

Найти объем 25м цилиндрической трубы (полого цилиндра), если внешний радиус равен 50см, диаметр стенок равен 10см.

     

Дано: полый цилиндр;

R = 50cм = 0,5м; d = 10см = 0,1м

Н = 25м

Найти:   V

Решение.

V =Н(R2 – r2);      r = R – d;  r = 0,5 – 0,1 = 0,4(м)

Ответ.  2,25м3

Задача  4.

Объём конуса равен 36, а его высота равна 12. Найдите радиус основания конуса.

Дано: конус;

Н=12;  V = 36

Найти: R

             

Решение.

Vк = R2H;    36 =;    4R2=36;

4R2=36;    R2 = 36:4 = 9;   R = =3

Ответ. 3

Задача  5

Объем конуса равен 24 см3. Через середину высоты параллельно основанию конуса проведено сечение, которое является основанием меньшего конуса с той же вершиной.

Найдите объем меньшего конуса.

Дано: конус

Vб к = 24см3; SA = SO

Найти: V м к

Решение:

Так как SA = SO, то два конуса подобны.  

Коэффициент подобия к =2, следовательно

;     ;  8 V м к = 24; V м к = 24:8=3        

Или:

Vб к = R2SO    V м к = r2SA  ;  R = 2r;  SO=2SA

 ;  ;

8 V м к = 24; V м к = 24:8=3

Ответ. 3

Задача  6

 Диаметр основания конуса равен 16, а длина образующей — 17. Найдите объем конуса.

Дано: конус, D =16;    L = 17

Найти: V

               

Решение:

 Vк = R2H;    

SAO – прямоугольный, так как SO – высота

 конуса, по теореме Пифагора найдем Н.

R = D=8(см)

Н2  = L2 – R 2; Н2 = 172 = 82 =289-64=225;

Н = =15;

Vк =

Ответ.320        

Задача  7

Радиусы  оснований усечённого конуса равны 4 и 12, а образующая равна 10. Вычислить объем усечённого конуса.

Дано: усеченный конус;

R=12;     r=4;    l = 10.

Найти: Vус.к

       

Решение:

 V = h(R2 + Rr + r2)

Высоту усеченного конуса найдем из прямоугольного треугольника АВС (АВ провели параллельно h )

АВ2 = АС2 – ВС2;  ВС=R-r=12-4=8

АВ2 = 102 – 82 =100-64=36;  АВ=6;  h=6

V =

Ответ. 416

Задача  8

Внутренний диаметр полого шара равен 8 см, а толщина стенок равна 2 см. Найдите объем материала, из которого сделан шар.

Дано: полый шар;

СD = 8см; АС = 2см

Найти: V

Рассмотрим сечение полого шара диаметральной плоскостью.

Решение:

V=V1 – V2;  V1=R3;   V2=r3;   r=СD;   R= r +AC

r=СD =(см);   R= 4 +2 = 6(см)

Ответ.

Задача  9

Прямоугольная трапеция с основаниями 11см и 17 см и высотой 12 см вращается около прямой, проходящей через вершину острого угла перпендикулярно основаниям. Hайдите объем полученного тела вращения.

Дано: АВСD – трапеция;  ВAD=900; ВС=11см; AD=17 см;

АВ=12 см.

Найти: Vтела вращения

Решение:

При вращении трапеции ABCD получим цилиндр, радиус его основания R = AD =17 см, высотой Н = AB =12 см,

из которого вырезан конус с радиусом основания

r = CM = AD-BC

r =17-11=6 см, высота h=AB=12 см.
Vт.вр.= Vцил. – Vкон

Vцил = R2H;   Vцил=;

Vкон =;    Vкон =        

Vт.вр = 3468-144=3468= 3324(см3)

Ответ. 3324 см3

  Задача  10.

Прямоугольный треугольник с катетами 20 см и 15 см вращается вокруг гипотенузы . Найти объём полученного тела вращения.

Дано:АВС – прямоугольный,

С = 900;

АС=15 см; ВС = 20 см.

Найти: Vтела вращения

Решение:

При вращении прямоугольного треугольника АВС

вокруг гипотенузы получается тело вращения, состоящее из двух конусов с общим основанием.

Радиус R этого основания есть перпендикуляр СО, опущенный из вершины прямого угла на гипотенузу.

Vт.вр.= V1 кон. + V2 кон;

V1 кон. = ;   V2 кон. =

Vт.вр.=

По теореме Пифагора найдем гипотенузу АВ

АВ2=АС2+ВС2;   АВ2=152+202=225+400=625;

АВ==25 см

Чтобы найти R, из треугольника АВС определим

sin A.

sin A=;  sin A= ;

Из  прямоугольного треугольника АОС

sin A=;    ;   ОС=(см);  R=12 см

Vт.вр=

Ответ. 1200см3

Задания для самостоятельного решения.

1. Даны две кружки цилиндрической формы. Первая кружка в полтора раза ниже второй, а вторая вдвое шире первой. Во сколько раз объём второй кружки больше объёма первой?

2. Однородный шар диаметром 3 см имеет массу 162 грамма. Чему равна масса шара, изготовленного из того же материала, с диаметром 2 см? Ответ дайте в граммах.

3. Осевое сечение конуса равносторонний треугольник, сторона которого равна 12 см. Найдите объём конуса.

4. Найти объем тела, полученного в результате вращения прямоугольного треугольника вокруг гипотенузы, если катеты равны 3см и 4 см.

5. Прямоугольная трапеция с основанием 5 см и 8 см и высотой 4 см вращается около

большего основания. Найдите объем тела вращения.

Добавить комментарий