Aufgabenbeispiele von Prismen
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Würfel V+O rückwärts
Beispiel:
Ein Würfel hat das Volumen V = 64 dm³. Berechne die Kantenlänge.
Das Volumen des Quaders berechnet man durch Multiplizieren der Seitenlängen: V = a ⋅ b ⋅ c
Bei einem Würfel sind ja alle Kantenlängen gleich, also gilt hier
V = a ⋅ a ⋅ a = a3
Es gilt somit:
64 dm³ = ⬜3
Mit gezieltem Probieren findet man, dass dies mit a = 4 dm funktioniert.
Volumen eines Prisma
Beispiel:
Berechne das Volumen des dargestellten, senkrechten Prismas.
Das Volumen eines senkrechten Prismas berechnet man mit V = G ⋅ h,
also die Fläche der Grundseite multipliziert mit der Höhe des Prismas, wobei die Höhe hier die 7 cm nach schräg hinten ist.
Die Fläche der Grundseite berechnet man mit:
A = ⋅ Grundseite ⋅ Höhe
also hier:
A = ⋅ 7 cm ⋅ 9 cm = 31.5 cm²
Das wird dann mit der Höhe multipliziert: V = 31.5 cm² ⋅ 7 cm = 220.5 cm³
Volumen eines Prisma 2
Beispiel:
Ein Prisma hat die abgebildete Figur als Grundfläche und
die Höhe h = 90 cm. Berechne das Volumen des Prismas.
Wir berechnen natürlich zuerst den Flächeninhalt der abgebildeten Grundfläche und nutzen hierfür die Flächeninhaltsformel des Dreiecks:
G = c ⋅ hc
Dazu müssen wir zuerst noch die Höhe hc mit dem Satz des Pythagoras (im rechtwinkligen halben Dreieck) berechnen:
hc2 + ()2 = 82 |-()2
hc2 = 82 - ()2 = 82 - 5.52 = 64 - 30.25= 33.75
Daraus ergibt sich:
hc = ≈ 5.809
Und daraus ergibt sich wiederum für die Grundfläche G:
G = c ⋅ hc = ⋅ 11 ⋅ 5.809 ≈ 32
Um nun das gesuchte Volumen des Prismas zu berechnen, müssen wir nur noch die Grundfläche G mit der Höhe h=90 cm multiplizieren:
V = G ⋅ h ≈ 32 cm² ⋅ 90 cm ≈ 2875.7 cm³
Prismavolumen rückwärts (Skizze Grundfläche)
Beispiel:
Ein Prisma hat das Volumen V = 2805.9 m³, die Höhe h = 80 m und als Grundfläche das abgebildete gleichseitige Dreieck.
Berechne die rote Strecke x.
Da ja für das Volumen eines Prismas V = G ⋅ h gilt, können wir umgekehrt sofort die Grundfläche berechnen als :
G = ≈ ≈ 35.07
Jetzt müssen wir uns eine Formel für das gleichseitige Dreieck mit Basisseitenlänge x herleiten (oder in der Formelsammlung suchen ;-):
Nach dem Satz des Pythagoras gilt:
hc2 + ()2 = x2 |-()2
hc2 = x2 - ()2 = x2 - x2 = x2
Daraus ergibt sich:
hc = x
Und daraus ergibt sich wiederum für die Grundfläche G:
G =
Hier können wir jetzt die bereits ermittelte Grundfläche G = 35.07 einsetzen:
35.07 ≈
81 ≈ x2
x ≈
Für x = 9 m ist somit die Grundfläche G ≈ 35.1 m² und das Volumen des Prismas V ≈ 2805.9 m³
