Logga in
| | 13 sidor teori |
| | 24 Uppgifter - Nivå 1 - 3 |
| | Varje lektion är menad motsvara 1-2 lektioner i klassrummet. |
En cylinder består av två huvuddelar: en mantelyta och två plana basytor. Mantelytan är ytan som går runt cylindern, medan basytorna är de två plana ytorna som är parallella med varandra. När vi talar om cylinderns yta menar vi oftast den totala ytan, som består av mantelytan och basytorna. Denna kallas begränsningsarea.
Cylinderns basytor kan vara cirklar eller andra former. Det viktiga är att de är plana och parallella. Avståndet mellan basytorna definierar cylinderns höjd.
Formel: Cylinderns volym
För att beräkna volymen $(V)$ för en cylinder multiplicerar vi basytans area $(B)$ med höjden $(h).$
$V = B \t h$
Basens area
Om basytan är en cirkel kan vi räkna ut arean med formeln:
$B = \pi \t r^2$
där $r$ är cirkelns radie.
När vi vecklar ut en cylinders mantelyta får vi en rektangel. Rektangelns bas är lika lång som bottenytans omkrets, $\pi \t d,$ där $d$ är diametern. Rektangelns höjd är lika med cylinderns höjd, $h.$
Formel: Mantelarea för en cylinder
Mantelareaens $(A)$ beräknas med formeln:
$A = \pi \t d \t h$
Eftersom $d = 2 \t r$ kan vi också skriva formeln som:
$A = 2 \pi \t r \t h$
En fyrverkeripjäs har formen av en cylinder med en höjd på $18$ centimeter och en basradie på $4$ centimeter.
$h = 18\text{ cm}$
$r = 4\text{ cm}$
Börja med att skriva ner det du vet.
Formel:
$V = \pi \t r^2\t h$
Volymen av en cylinder beräknas genom att multiplicera basytans area med höjden. Basytan är en cirkel, därför används $\pi \t r^2.$
$V = \pi \t 4^2 \t 18\text{ cm}^3 = 288\pi \text{ cm}^3 =$
$= 904,77\ldots \text{ cm}^3 \approx 905\text{ cm}^3$
Sätt in värdena i formeln och använd en miniräknare för att beräkna resultatet.
Svar: Volymen av fyrverkeriet är cirka $905 \text{ cm}^3.$
$h = 18\text{ cm}$
$r = 4\text{ cm}$
Börja med att skriva ner det du vet.
Formel:
$A = 2\pi rh + 2\pi r^2$
En cylinders begränsningsarea består av mantelytan $2\pi rh$ och de två cirkulära baserna $2\pi r^2.$
$A = (2\pi \t 4 \t 18 + 2\pi \t 4^2 )\text{ cm}^2 =$
$= 176\pi \text{ cm}^2 \approx 553\text{ cm}^2$
Sätt in värdena i formeln och avrunda resultatet till närmaste heltal.
Svar: Det behövs cirka $553\text{ cm}^2$ kartong för att tillverka fyrverkeripjäsens hölje.
En kon är en tredimensionell figur med en cirkelformad basyta.
En kon består av flera viktiga delar:
Formel: Volym av en kon
Om en kon har samma basyta och höjd som en cylinder, är konens volym en tredjedel av cylinderns volym. Volymen beräknas med formeln:
$V = \dfrac{B \t h}{3}$
där $B$ är arean av basytan och $h$ är konens höjd.
Följande pappersgran är $12\text{ cm}$ hög och diametern på basen är $12,8\text{ cm}.$
Vad är volymen av den koniska julgranen? Avrunda svaret till närmaste kubikcentimeter.
$d = 12,8\text{ cm}$
$h = 12\text{ cm}$
Börja med att skriva ner det du vet.
$r = \dfrac{12,8}{2}\text{ cm} = 6,4\text{ cm}$
Radien på basen är hälften av diametern.
$V = \dfrac{B\t h}{3} \quad\Rightarrow\quad V=\dfrac{\pi r^2 h}{3}$
Volymen av en kon är en tredjedel av produkten av arean av dess bas och höjd. Basen är en cirkel, då är basytan $B = \pi \t r^2.$
$V=\dfrac{6,4^2\t 12 \t \pi}{3}\text{ cm}^3 =$
$=\dfrac{491,52\t \pi}{3}\text{ cm}^3 =$
$= 514,718\ldots \text{ cm}^3 \approx 515\text{ cm}^3$
Använd en miniräknare och avrunda till närmaste heltal.
Svar: Volymen av julgranen är cirka $515$ kubikcentimeter.
Ett klot är en tredimensionell form som ofta förekommer i vardagen, till exempel som en boll.
Formel: Volymen av ett klot
Formeln för att beräkna volymen $(V)$ för ett klot är:
$V = \dfrac{4 \t \pi \t r^3}{3}$
där $r$ är klotets radie. Observera att $r^3$ betyder $r \t r \t r,$ alltså radien upphöjd till tredje potensen.
Snögubbens huvud har en radie på $0,6$ meter.
Hur mycket snö används för att göra snögubbens huvud? Avrunda svaret till närmaste kubikmeter.
$r=0,6\text{ m}$
Börja med att skriva ner det du vet.
$V=\dfrac{4\pi r^3}{3}$
Volymen av en klot är fyra tredjedelar av produkten av $\pi$ och radien upphöjd till tre.
$V=\dfrac{4\pi (0,6)^3}{3}\text{ m}^3 =$
$=\dfrac{4\pi \t 0,216}{3}\text{ m}^3 = 0,9\ldots\text{ m}^3 \approx$
$\approx 1\text{ m}^3$
Avrunda till närmaste heltal.
Svar: Ungefär $1$ kubikmeter snö används för att göra snögubbens huvud.
Radien på den halvklotformade snögloben är $11$ centimeter.
Bortsett från granen, hur mycket vätska finns det inuti snöglloben? Avrunda svaret till närmaste kubikcentimeter.
$r=11\text{ cm}$
Börja med att skriva ner det du vet.
$V_{\text{klot}} = \dfrac{4\pi r^3}{3}$
Volymen av ett klot är fyra tredjedelar av produkten av $\pi$ och dess radie upphöjd i kub.
$V_{\text{hemisfär}}=\dfrac{V_{\text{klot}}}{2}$
Volymen av en halvklot är hälften av volymen av ett klot.
$V_{\text{hemisfär}} = \dfrac{\dfrac{4\pi r^3}{3}}{2} = \dfrac{2\pi r^3}{3}$
$V_{\text{hemisfär}} = \dfrac{2\pi (11)^3}{3}\text{ cm}^3 =$
$=\dfrac{2\,662\pi}{3}\text{ cm}^3 =$
$= 2\,787,6 \ldots \text{ cm}^3 \approx 2\,788\text{ cm}^3$
Använd en miniräknare och avrunda till närmaste heltal.
Svar: Mängden vätska inuti snögloben är ungefär $2788$ kubikcentimeter.
Volymerna av en cylinder och en kon, båda med samma radie och höjd, är starkt relaterade. Detta kan ses genom att jämföra deras motsvarande volym formler. Eftersom basen av en cylinder och en kon är cirklar, kan deras basytor skrivas om som $B = \pi \t r^2,$ där $r$ är radien för varje kropp.
| Volym av en Cylinder | Volym av en Kon |
|---|---|
| \aligned{V_{\text{Cyl}} &= B\t h \\ &\Downarrow \\ V_{\text{Cyl}} &= \pi \t r^2 \t h} | \aligned{V_{\text{Kon}} &= \dfrac{B \t h}{3} \\ &\Downarrow \\ V_{\text{Kon}} &= \dfrac{\pi \t r^2\t h}{3}} |
Volymen av en kon med radie $r$ och höjd $h$ är en tredjedel av volymen av en cylinder med samma radie och höjd. På motsvarande sätt är volymen av en cylinder $3$ gånger volymen av en kon med samma dimensioner.
$V_{\text{Kon}} = \dfrac{1}{3}\pi r^2 h$
$3V_{\text{Kon}} = \pi r^2 h$
Multiplicera båda sidor med $3.$
$3V_{\text{Kon}} = V_{\text{Cyl}}$
Sätt in $V_{\text{Cyl}}$ för $\pi r^2 h.$
Denna relation kan också verifieras med hjälp av en partyhatt, ett cylindriskt glas och lite mjöl. Var medveten om att partyhätten och glaset måste ha samma radie och höjd.
Beräkna cylinderens mantelarea. Avrunda till heltal.
<row>
<cell left="true" role="sol">
$r = 5 \text{ cm}$
$h = 12 \text{ cm}$
</cell>
<cell right="true" role="exp">
Börja med att skriva ner det du vet.
</cell>
</row>
<row>
<cell left="true" role="sol">
$A = 2\pi \t 5 \t 12 \text{ cm}^2 =$
$=120\pi \text{ cm}^2 =$
</cell>
<cell right="true" role="exp">
Använd formeln för mantelarea av en cylinder, $A=2 \pi r h.$
Sätt in $r = 5 \text{ cm}$ och $h = 12 \text{ cm}.$
</cell>
</row>
<row>
<cell left="true" role="sol">
$= 376,99\ldots \text{ cm}^2 \approx$
$\approx 377 \text{ cm}^2$
</cell>
<cell right="true" role="exp">
Använd en miniräknare och avrunda till heltal.
</cell>
</row>
<row> <cell role="sol"> Svar: Mantelarean av cylindern är ungefär $377 \text{ cm}^2.$ </cell> </row>
<row>
<cell left="true" role="sol">
$r = 18\text{ cm}$
$h = 12\text{ cm}$
</cell>
<cell right="true" role="exp">
Börja med att skriva ner det du vet.
</cell>
</row>
<row> <cell left="true" role="sol"> Begränsningsarea är $2B + A$ där $B = \pi \t r^2$ och $A = 2\pi \t r \t h.$ </cell> <cell right="true" role="exp"> Begränsningsarea är summan av basytorna och mantelarea. </cell> </row>
<row> <cell left="true" role="sol"> $B = \pi \t 18^2\text{ cm}^2 = 324\pi\text{ cm}^2$ </cell> <cell right="true" role="exp"> Hitta basytan. </cell> </row>
<row> <cell left="true" role="sol"> $A = 2\pi \t 18\t 12\text{ cm}^2 = 432\pi\text{ cm}^2$ </cell> <cell right="true" role="exp"> Hitta mantelarea. </cell> </row>
<row> <cell left="true" role="sol"> Begränsningsarea $= (2\t 324\pi + 432\pi)\text{ cm}^2 = 1\,080\pi\text{ cm}^2=$ </cell> </row>
<row> <cell left="true" role="sol"> $= 3\,392,920\ldots\text{ cm}^2 \approx 3\,393\text{ cm}^2$ </cell> <cell right="true" role="exp"> Använd en miniräknare och avrunda till närmaste heltal. </cell> </row>
<row> <cell role="sol"> Svar: Begränsningsarean av lådan är ungefär $3\,393\text{ cm}^2.$ </cell> </row>
<row>
<cell left="true" role="sol">
$r = 18\text{ cm}$
$h = 12\text{ cm}$
</cell>
<cell right="true" role="exp">
Börja med att skriva ner det du vet.
</cell>
</row>
<row> <cell left="true" role="sol"> $V = B\t h = \pi \t r^2\t h$ </cell> <cell right="true" role="exp"> Volymen av en cylinder är produkten av basytan och höjden. Basen är en cirkel, då är basytan $B=\pi\t r^2.$ </cell> </row>
<row> <cell left="true" role="sol"> $V = \pi \t 18^2 \t 12\text{ cm}^3 = 3\,888\pi\text{ cm}^3=$ </cell> <cell right="true" role="exp"> Sätt in värdena. </cell> </row>
<row> <cell left="true" role="sol"> $= 12\,214,51\ldots \text{ cm}^3 \approx 12\,215\text{ cm}^3$ </cell> <cell right="true" role="exp"> Använd en miniräknare och avrunda till närmaste heltal. </cell> </row>
<row> <cell role="sol"> Svar: Volymen av lådan är ungefär $12\,215\text{ cm}^3.$ </cell> </row>
När en cylinder beskärs parallellt med sin basyta, vilken tvådimensionell figur skapas?
<row> <cell left="true" role="sol"> En cylinder som skärs parallellt med basen. </cell> <cell right="true" role="exp"> Börja med att skriva ner det du vet. </cell> </row>
<row> <cell left="true" role="sol"> Att skära en cylinder parallellt med dess baser ger en cirkel av samma storlek som baserna. </cell> <cell right="true" role="exp"> Tänk på en korv, som en chorizo. Om du skär den med snitt parallella med baserna blir varje skiva en cirkel. </cell> </row>
<row> <cell role="sol"> Svar: Cirkel </cell> </row>
Vilket av följande föremål är format som en cylinder?
<row>
<cell left="true" role="sol">
En fotboll
En läskburk
En tärning
En partyhatt
</cell>
<cell right="true" role="exp">
Börja med att skriva ner det du vet.
</cell>
</row>
<row> <cell left="true" role="sol"> Läskburken har cylindrisk form. </cell> <cell right="true" role="exp"> En cylinder har två cirkulära baser och dess mantelfläche är krökt. Vilket av objekten uppfyller dessa egenskaper? </cell> </row>
<row>
<cell left="true" role="sol">
Fotbollen är formad som en sfär.
Tärningen är formad som ett rätblock.
Partyhatten är formad som en kon.
</cell>
</row>
<row> <cell role="sol"> Svar: Läskburken </cell> </row>
Hur stor är volymen? Avrunda till heltal.
<row>
<cell left="true" role="sol">
$r = 4 \text{ cm}$
$h = 9 \text{ cm}$
</cell>
<cell right="true" role="exp">
Börja med att skriva ner det du vet.
</cell>
</row>
<row> <cell left="true" role="sol"> \gathered{V = \dfrac{B\t h}{3} \\ \Downarrow \\ V = \dfrac{\pi r^2 h}{3}} </cell> <cell right="true" role="exp"> Använd formeln för volymen av en kon, $V =\dfrac{B \t h}{3},$ där $B$ är arean av dess cirkelformade bas, $B = \pi r^2.$ </cell> </row>
<row> <cell left="true" role="sol"> $V = \dfrac{\pi \t 4^2 \t 9}{3} \text{ cm}^3 =$ </cell> <cell right="true" role="exp"> Sätt in $r = 4 \text{ cm}$ och $h = 9 \text{ cm}.$ </cell> </row>
<row> <cell left="true" role="sol"> $=\dfrac{144\pi}{3} \text{ cm}^3 = 48\pi \text{ cm}^3 =$ </cell> </row>
<row> <cell left="true" role="sol"> $= 150,79\ldots \text{ cm}^3 \approx$ </cell> <cell right="true" role="exp"> Använd en miniräknare. </cell> </row>
<row> <cell left="true" role="sol"> $\approx 151 \text{ cm}^3$ </cell> <cell right="true" role="exp"> Avrunda till närmaste heltal. </cell> </row>
<row> <cell role="sol"> Svar: Volymen av konen är ungefär $151 \text{ cm}^3.$ </cell> </row>
En cylinderformad burk har diametern 28 cm och höjden 12 cm. Hur stor är burkens volym i liter? Avrunda till en decimal.
<row>
<cell left="true" role="sol">
$d = 28 \text{ cm}$
$h = 12 \text{ cm}$
</cell>
<cell right="true" role="exp">
Börja med att skriva ner det du vet.
</cell>
</row>
<row> <cell left="true" role="sol"> $r = \dfrac{d}{2}$ </cell> <cell right="true" role="exp"> Radius är halva diametern. </cell> </row>
<row> <cell left="true" role="sol"> $r = \dfrac{28}{2} \text{ cm} = 14 \text{ cm}$ </cell> <cell right="true" role="exp"> Sätt in $d = 28\text{ cm}.$ </cell> </row>
<row> <cell left="true" role="sol"> \gathered{V = B\t h \\ \Downarrow \\ V = \pi r^{2} h} </cell> <cell right="true" role="exp"> Använd formeln för volymen av en cylinder, $V =B \t h,$ där $B$ är arean av dess cirkelformade bas, $B = \pi r^2.$ </cell> </row>
<row> <cell left="true" role="sol"> $V = \pi \t 14^{2} \t 12 \text{ cm}^{3} =$ </cell> <cell right="true" role="exp"> Sätt in $r = 14 \text{ cm}$ och $h = 12 \text{ cm}.$ </cell> </row>
<row> <cell left="true" role="sol"> $= 2\,352\pi \text{ cm}^{3} =$ </cell> </row>
<row> <cell left="true" role="sol"> $= 7\,395,86\ldots \text{ cm}^{3}\approx$ </cell> <cell right="true" role="exp"> Använd miniräknare. </cell> </row>
<row> <cell left="true" role="sol"> $\approx 7\,400 \text{ cm}^{3}=$ </cell> <cell right="true" role="exp"> Avrunda till närmaste hundratal. </cell> </row>
<row>
<cell left="true" role="sol">
$7,4 \t 1\,000\text{ cm}^3 = 7,4\text{ l}$
</cell>
<cell right="true" role="exp">
Konvertera kubikcentimeter till liter.
$1\text{ l} = 1\,000 \text{ cm}^3.$
</cell>
</row>
<row> <cell role="sol"> Svar: Volymen är ungefär $7,4 \text{ l}.$ </cell> </row>
Kenny och Janelle sparkar på en fotboll som har en diameter på 21 centimeter.
Hitta volymen av denna fotboll. Avrunda svaret till närmaste heltal.
<row> <cell left="true" role="sol"> $d = 21\text{ cm}$ </cell> <cell right="true" role="exp"> Börja med att skriva ner det du vet. </cell> </row>
<row> <cell left="true" role="sol"> $r = \dfrac{21}{2}\text{ cm} = 10,5\text{ cm}$ </cell> <cell right="true" role="exp"> Radien är hälften av diametern. </cell> </row>
<row>
<cell left="true" role="sol">
$V = \dfrac{4\pi\t (10,5)^3}{3}\text{ cm}^3 =$
</cell>
<cell right="true" role="sol">
Använd formeln för volymen av en klot, $V = \dfrac{4\pi r^3}{3}.$
Sätt in $r=10,5\text{ cm}.$
</cell>
</row>
<row> <cell left="true" role="sol"> $=\dfrac{4\pi\t 1\,157,625}{3}\text{ cm}^3=$ </cell> </row>
<row> <cell left="true" role="sol"> $= 4\,849,04826\ldots\text{ cm}^3 \approx$ </cell> <cell right="true" role="exp"> Använd en miniräknare och avrunda till närmaste heltal. </cell> </row>
<row> <cell left="true" role="sol"> $\approx 4\,849\text{ cm}^3$ </cell> </row>
<row> <cell role="sol"> Svar: Fotbollen har en volym på ungefär $4\,849\text{ cm}^3$. </cell> </row>
Följande lampa har formen av en hemisfär med en diameter på 14cm.
Bestäm volymen av lampa. Avrunda svaret till närmaste heltal.
<row> <cell left="true" role="sol"> En hemisfär med diametern $d = 34\text{ cm}.$ </cell> <cell right="true" role="exp"> Börja med att skriva ner det du vet. </cell> </row>
<row> <cell left="true" role="sol"> $V_{\text{hemisphere}} = \dfrac{V_{\text{sphere}}}{2}$ </cell> <cell right="true" role="exp"> Volymen av en hemisfär är hälften av volymen av ett klot med samma radie. </cell> </row>
<row>
<cell left="true" role="sol">
$V_{\text{hemisphere}} = \slfrac{\dfrac{4\pi r^3}{3}}{2} =$
$=\dfrac{2\pi r^3}{3}$
</cell>
<cell right="true" role="exp">
Använd formeln för volymen av en klot, $V = \dfrac{4\pi r^3}{3}.$
</cell>
</row>
<row> <cell left="true" role="sol"> $r = \dfrac{34}{2}\text{ cm} = 17\text{ cm}$ </cell> <cell right="true" role="exp"> Radien av hemisfären är hälften av diametern. </cell> </row>
<row> <cell left="true" role="sol"> $V = \dfrac{2\pi (17)^3}{3} \text{ cm}^3 = $ </cell> <cell right="true" role="exp"> Sätt in $r = 17\text{ cm}.$ </cell> </row>
<row>
<cell left="true" role="sol">
$= \dfrac{2\pi (4\,913)}{3}\text{ cm}^3=$
$=10\,289,76\ldots\text{ cm}^3 \approx$
</cell>
</row>
<row> <cell left="true" role="sol"> $\approx 10\,290\text{ cm}^3$ </cell> <cell right="true" role="exp"> Avrunda till närmaste heltal. </cell> </row>
<row> <cell role="sol"> Svar: Volymen av hemisfären är ungefär $10\,290\text{ cm}^3.$ </cell> </row>