Aufgabenbeispiele von Prismen
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Würfel V+O rückwärts
Beispiel:
Ein Würfel hat das Volumen V = 1 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:
1 cm³ = ⬜3
Mit gezieltem Probieren findet man, dass dies mit a = 1 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 = ⋅ 7 cm ⋅ 7 cm = 24.5 cm²
Das wird dann mit der Höhe multipliziert: V = 24.5 cm² ⋅ 7 cm = 171.5 cm³
Volumen eines Prisma 2
Beispiel:
Ein Prisma hat die abgebildete Figur als Grundfläche und
die Höhe h = 60 m. Berechne das Volumen des Prismas.
Die Grundfläche dieses regelmäßigen Sechseck besteht aus 6 kleinen gleichseitigen Dreiecken. Deswegen berechnen wir zuerst den Flächeninhalt eines dieser 6 kleinen gleichseitigen Dreiecke und nutzen hierfür die Flächeninhaltsformel des Dreiecks:
ADreieck = 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 - 42 = 64 - 16= 48
Daraus ergibt sich:
hc = ≈ 6.928
Und daraus ergibt sich wiederum für die Grundfläche ADreieck:
ADreieck = c ⋅ hc = ⋅ 8 ⋅ 6.928 ≈ 27.7
Man hätte den Flächeninhalt des gleichseitigen Dreiecks auch mit dessen Flächenformel berechnen können:
ADreieck =
a2 =
Damit haben wir den Flächeninhalt eines der 6 gleichseitiogen Dreiecke. Um nun auf die gesamte Grundfläche des Prismas, also auf das regelmäßige Sechseck zu kommen, müssen wir lediglich diese Dreiecksfläche ADreieck mal 6 nehmen:
G = 6 ⋅ ADreieck ≈ 6 ⋅ 27.7 ≈ 166.3
Um nun das gesuchte Volumen des Prismas zu berechnen, müssen wir nur noch die Grundfläche G mit der Höhe h=60 m multiplizieren:
V = G ⋅ h ≈ 166.3 m² ⋅ 60 m ≈ 9976.6 m³
Prismavolumen rückwärts (Skizze Grundfläche)
Beispiel:
Ein Prisma hat das Volumen V = 22447.4 cm³, die Höhe h = 60 cm und als Grundfläche das abgebildete regelmäßige Sechseck.
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 =
Die Grundfläche dieses regelmäßigen Sechseck besteht aus 6 kleinen gleichseitigen Dreiecken. Deswegen muss der Flächeninhalt eines dieser 6 kleinen gleichseitigen
Dreiecke eben gerade A =
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 + (
hc2 = x2 - (
Daraus ergibt sich:
hc =
Und daraus ergibt sich wiederum für die Grundfläche ADreieck:
ADreieck =
Hier können wir jetzt die bereits ermittelte Grundfläche ADreieck = 62.35 einsetzen:
62.35 ≈
144 ≈ x2
x ≈
Für x = 12 cm ist somit die Grundfläche ADreieck ≈ 62.4 cm² und das Volumen des Prismas V ≈ 22447.4 cm³
