Aufgabenbeispiele von Prismen
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Würfel V+O rückwärts
Beispiel:
Ein Würfel hat das Volumen V = 8000 cm³. 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:
8000 cm³ = ⬜3
Mit gezieltem Probieren findet man, dass dies mit a = 20 cm 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 = ⋅ 10 cm ⋅ 8 cm = 40 cm²
Das wird dann mit der Höhe multipliziert: V = 40 cm² ⋅ 7 cm = 280 cm³
Volumen eines Prisma 2
Beispiel:
Ein Prisma hat die abgebildete Figur als Grundfläche und
die Höhe h = 40 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 = 52 |-()2
hc2 = 52 - ()2 = 52 - 2.52 = 25 - 6.25= 18.75
Daraus ergibt sich:
hc = ≈ 4.33
Und daraus ergibt sich wiederum für die Grundfläche G:
G = c ⋅ hc = ⋅ 5 ⋅ 4.33 ≈ 10.8
Man hätte den Flächeninhalt des gleichseitigen Dreiecks auch mit dessen Flächenformel berechnen können:
G =
a2 =
Um nun das gesuchte Volumen des Prismas zu berechnen, müssen wir nur noch die Grundfläche G mit der Höhe h=40 cm multiplizieren:
V = G ⋅ h ≈ 10.8 cm² ⋅ 40 cm ≈ 433 cm³
Prismavolumen rückwärts (Skizze Grundfläche)
Beispiel:
Ein Prisma hat das Volumen V = 450 cm³, die Höhe h = 50 cm und als Grundfläche das abgebildete rechtwinklige gleichschenklige 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 =
Jetzt müssen wir uns eine Formel für das rechtwinklige gleichschenklige Dreieck mit Basisseitenlänge x herleiten (oder in der Formelsammlung suchen ;-):
Nach dem Satz des Pythagoras gilt:
s2 + s2 = x2
also 2s2 = x2 oder eben s2
=
Für den Flächeninhalt des rechtwinklig und gleichschenkligen Dreiecks gilt wegen des rechten Winkels oben in C aber:
A =
mit s2 =
A =
Hier können wir jetzt die bereits ermittelte Grundfläche G = 9 einsetzen:
9 ≈
36 ≈ x2
x ≈
Für x = 6 cm ist somit die Grundfläche G ≈ 9 cm² und das Volumen des Prismas V ≈ 450 cm³
