Как найти объем куба по радиусу шара

Ответ:

Сами сможете посчитать

Пошаговое объяснение:

Ребро куба равно двум ра­ди­у­сам впи­сан­но­го в куб шара, по­это­му объем куба, вы­ра­жен­ный через ра­ди­ус впи­сан­но­го в него шара, даётся фор­му­лой V(к)=(2R)^3=8R^3. Объём шара вы­чис­ля­ет­ся по фор­му­ле V(ш)= 4/3ПиR^3, откуда имеем:

4/3ПиR^3 =23 Пи рав­но­силь­но R^3 =

552/4 равносильно 8R^3=138

Тем самым, объём куба равен 138

Ответ:138

Определение куба

Куб (или гексаэдр) — это правильный многогранник, который состоит из многоугольников, являющихся квадратами.

У куба 12 ребер – отрезков, которые являются сторонами квадратов (граней куба).
Также он имеет 8 вершин и 6 граней.

Онлайн-калькулятор объема куба

Формула объема куба

Для нахождения объема куба нужно перемножить его измерения – длину, ширину и высоту. Исходя из того, что куб состоит из квадратов, все его измерения одинаковы и численно равны длине ребра.

Формула для вычисления объема куба такова:

V=a3V=a^3

где aa — длина ребра куба.

Рассмотрим несколько примеров.

Задача 1

Найти объем куба, если периметр PP его грани aa равен 16 cм.16text{ cм.}

Решение

P=16P=16

Периметр PP грани куба связан с длиной его ребра aa по формуле:

P=a+a+a+a=4⋅aP=a+a+a+a=4cdot a

16=4⋅a16=4cdot a

a=164=4a=frac{16}{4}=4

Найдем объем нашего тела:

V=a3=43=64 см3V=a^3=4^3=64text{ см}^3

Ответ: 64 см3.64text{ см}^3.

Задача 2

Одна четвертая часть диагонали квадрата равна 3 см.3text{ см.} Найти объем куба, образованного данным четырехугольником.

Решение

Пусть dd — диагональ фигуры, тогда по условию:

d4=3frac{d}{4}=3

d=4⋅3=12d=4cdot 3=12

Найдем сторону этого квадрата. Обратимся за помощью к теореме Пифагора:

a2+a2=12a^2+a^2=12,

где aa — сторона квадрата.

2⋅a2=122cdot a^2=12

a=6a=sqrt{6}

Приходим к окончательным расчетам для объема:

V=a3=(6)3=66 см3V=a^3=(sqrt{6})^3=6sqrt{6}text{ см}^3

Ответ: 66 см3.6sqrt{6}text{ см}^3.

Чуть более сложный пример.

Задача 3

В куб вписан шар, площадь SS которого равна 64π64pi. Найти объем куба.

Решение

S=64πS=64pi

Первый шагом является нахождение радиуса RR данного шара. Формула его площади такова:

S=4⋅π⋅R2S=4cdotpicdot R^2

64π=4⋅π⋅R264pi=4cdotpicdot R^2

64=4⋅R264=4cdot R^2

644=R2frac{64}{4}=R^2

16=R216=R^2

R=4R=4

Для куба радиус вписанного шара является половиной его стороны aa:

a=2⋅R=2⋅4=8a=2cdot R=2cdot4=8

Объем вычисляется следующим образом:

V=a3=83=512 см3V=a^3=8^3=512text{ см}^3

Ответ: 512 см3.512text{ см}^3.

На Студворке вы можете оформить заказ контрольных работ для студентов по самым низким ценам!

Тест по теме «Объем куба»

Выполним схематический рисунок.

https://bit.ly/2J6q2RH

Как видно по рисунку, шар касается всех граней куба ровно посередине. То есть расстояние от центра шара до центра боковой грани будет равно радиусу шара. Расстояние от центра шара до противоположной грани куба также равно радиусу шара R = 1, то есть расстояние от центра одной грани до центра противоположной грани равно диаметру шара = 2.

Следовательно ребро шара будет равно а = 2, отсюда нетрудно найти объем куба:

V = a³ = 2³ = 8.

Ответ: объем куба равен 8.

Формулы объема геометрических фигур

Объем куба

Объем куба равен кубу длины его грани.

Формула объема куба:

Объем призмы

Объем призмы равен произведению площади основания призмы, на высоту.

Формула объема призмы:

Объем параллелепипеда

Объем параллелепипеда равен произведению площади основания на высоту.

Формула объема параллелепипеда:

Объем прямоугольного параллелепипеда

Объем прямоугольного параллелепипеда равен произведению его длины, ширины и высоты.

Формула объема прямоугольного параллелепипеда:

Объем пирамиды

Объем пирамиды равен трети от произведения площади ее основания на высоту.

Формула объема пирамиды:

Объем правильного тетраэдра

Формула объема правильного тетраэдра:

Объем цилиндра

Объем цилиндра равен произведению площади его основания на высоту.

Формулы объема цилиндра:

Объем конуса

Объем конуса равен трети от произведению площади его основания на высоту.

Формулы объема конуса:

Объем шара

Объем шара равен четырем третьим от его радиуса в кубе помноженного на число пи.

Формула объема шара:

Любые нецензурные комментарии будут удалены, а их авторы занесены в черный список!

Добро пожаловать на OnlineMSchool.
Меня зовут Довжик Михаил Викторович. Я владелец и автор этого сайта, мною написан весь теоретический материал, а также разработаны онлайн упражнения и калькуляторы, которыми Вы можете воспользоваться для изучения математики.

Все формулы объемов геометрических тел

1. Расчет объема куба

a — сторона куба

Формула объема куба, (V):

2. Найти по формуле, объем прямоугольного параллелепипеда

a , b , c — стороны параллелепипеда

Еще иногда сторону параллелепипеда, называют ребром.

Формула объема параллелепипеда, (V):

3. Формула для вычисления объема шара, сферы

R — радиус шара

По формуле, если дан радиус, можно найти объема шара, (V):

4. Как вычислить объем цилиндра ?

h — высота цилиндра

r — радиус основания

По формуле найти объема цилиндра, есди известны — его радиус основания и высота, (V):

5. Как найти объем конуса ?

R — радиус основания

H — высота конуса

Формула объема конуса, если известны радиус и высота (V):

7. Формула объема усеченного конуса

r — радиус верхнего основания

R — радиус нижнего основания

h — высота конуса

Формула объема усеченного конуса, если известны — радиус нижнего основания, радиус верхнего основания и высота конуса (V ):

8. Объем правильного тетраэдра

Правильный тетраэдр — пирамида у которой все грани, равносторонние треугольники.

а — ребро тетраэдра

Формула, для расчета объема правильного тетраэдра (V):

9. Объем правильной четырехугольной пирамиды

Пирамида, у которой основание квадрат и грани равные, равнобедренные треугольники, называется правильной четырехугольной пирамидой.

a — сторона основания

h — высота пирамиды

Формула для вычисления объема правильной четырехугольной пирамиды, (V):

10. Объем правильной треугольной пирамиды

Пирамида, у которой основание равносторонний треугольник и грани равные, равнобедренные треугольники, называется правильной треугольной пирамидой.

a — сторона основания

h — высота пирамиды

Формула объема правильной треугольной пирамиды, если даны — высота и сторона основания (V):

11. Найти объем правильной пирамиды

Пирамида в основании, которой лежит правильный многоугольник и грани равные треугольники, называется правильной.

h — высота пирамиды

a — сторона основания пирамиды

n — количество сторон многоугольника в основании

Формула объема правильной пирамиды, зная высоту, сторону основания и количество этих сторон (V):

Объемы фигур

Что такое шар?

Шар или сфера представляет собой объемное тело, которое образовано вращением окружности вдоль оси. Ось вращения окружности также является ее осью симметрии и совпадает с диаметром. Поскольку все параметры шара, как и окружности, неразрывно связаны с числом π, то и его объем не является исключением. Интегрируя по трем углам в сферической плоскости, получаем объем равный четырем третям числа π , умноженным на радиус в третьей степени.

Введите радиус шара:

Шар – геометрическое тело, ограниченное поверхностью, все точки которой находятся на равном расстоянии от центра. Это расстояние называется радиусом шара.

Формула объема шара: ,
где R – радиус шара

• Если дана только площадь поверхности сферы, вычислите радиус так: площадь поверхности разделите на 4π, а затем из полученного значения извлеките квадратный корень. Таким образом: r = √(S/4π), где S — площадь поверхности сферы. [5]

• Если радиус равен 5 см, то кубический радиус равен 5 3 = 5 * 5 * 5 = 125.

Шар, сфера и их части

Введем следующие определения, связанные с шаром, сферой и их частями.

Определение 1. Сферой с центром в точке O и радиусом r называют множество точек, расстояние от которых до точки O равно r (рис. 1).

Определение 2. Шаром с центром в точке O и радиусом r называют множество точек, расстояние от которых до точки O не превосходит r (рис. 1).

Таким образом, сфера с центром в точке O и радиусом r является поверхностью шара с центром в точке O и радиусом r.

Замечание. Радиусом сферы ( радиусом шара ) называют отрезок, соединяющий любую точку сферы с центром сферы. Длину этого отрезка также часто называют радиусом сферы ( радиусом шара ).

Определение 3. Сферическим поясом (шаровым поясом) называют часть сферы , заключенную между двумя параллельными плоскостями параллельными плоскостями (рис. 2).

Определение 4. Шаровым слоем называют часть шара , заключенную между двумя параллельными плоскостями параллельными плоскостями (рис. 2).

Окружности, ограничивающие сферический пояс, называют основаниями сферического пояса.

Расстояние между плоскостями Расстояние между плоскостями оснований сферического пояса называют высотой сферического пояса.

Из определений 3 и 4 следует, что шаровой слой ограничен сферическим поясом и двумя кругами, плоскости которых параллельны параллельны между собой. Эти круги называют основаниями шарового слоя.

Высотой шарового слоя называют расстояние между плоскостями расстояние между плоскостями оснований шарового слоя .

Определение 5. Сферическим сегментом называют каждую из двух частей, на которые делит сферу пересекающая ее плоскость (рис. 3).

Определение 6. Шаровым сегментом называют каждую из двух частей, на которые делит шар пересекающая ее плоскость (рис. 3).

Из определений 3 и 5 следут, что сферический сегмент представляет собой сферический пояс , у которого одна из плоскостей оснований касается сферы (рис. 4). Высоту такого сферического пояса и называют высотой сферического сегмента.

Соответственно, шаровой сегмент – это шаровой слой, у которого одна из плоскостей оснований касается шара (рис. 4). Высоту такого шарового слоя называют высотой шарового сегмента .

По той же причине всю сферу можно рассматривать как сферический пояс , у которого обе плоскости оснований касаются сферы (рис. 5). Соответственно, весь шар – это шаровой слой, у которого обе плоскости оснований касаются шара (рис. 5).

Определение 7. Шаровым сектором называют фигуру, состоящую из всех отрезков, соединяющих точки сферического сегмента с центром сферы (рис. 6).

Высотой шарового сектора называют высоту его сферического сегмента .

Замечание. Шаровой сектор состоит из шарового сегмента и конуса с общим основанием. Вершиной конуса является центр сферы .

Молярный объём

Vm — величина, равная отношению объёма V системы (тела) к её количеству вещества n:

Молярный объем для газов при нормальных условиях: Vm = 22,4 л/моль

Формула вычисления объема шара

1. Через радиус

Объем (V) шара равняется трем четвертым произведения его радиуса в кубе и числа π .

Примечание: в расчетах значение числа π округляется до 3,14.

2. Через диаметр

Диаметр шара равняется двум его радиусам: d = 2R. А значит, формула вычисления объема может выглядеть следующим образом:

Формула расчёта объёма шара

Объем шара можно вычислить по формуле:

Как найти объем трехмерных объектов

Начнем с расчета для прямоугольных и квадратных фигур. Придерживайтесь инструкции и постарайтесь рассчитать самостоятельно, чтобы закрепить знания. Числа, указанные в описании, берутся в качестве примера. Вы можете производить другие расчеты.

1. Измеряем длину предмета в сантиметрах – 9. Сантиметры приходят на помощь, когда невозможно получить целое число в метрах .
2. Замеряем ширину в сантиметрах – 17.
3. Умножаем между собой длину и ширину 9 * 17 = 152 см 2 – получили площадь основания
4. Производим замер высоты – 28 см.
5. Умножаем площадь основания на высоту 152 см 2 * 28 см = 4256.

Полученное число необходимо перевести в кубические метры. Для этого конечный результат делим на 1.000.000. Пример будет выглядеть следующим образом – 4256 м 3 /1000000 = 0,004256 м 3

Площади сферы и ее частей. Объемы шара и его частей

В следующей таблице приведены формулы, позволяющие вычислить объем шара и объемы его частей, а также площадь сферы и площади ее частей.

где
r – радиус сферы.

где
r – радиус шара.

где
r – радиус сферы,
h – высота сферического пояса .

Площадь сферического пояса не зависит от радиусов r₁ и r₂ !

где
r₁ , r₂ – радиусы оснований шарового слоя,
h – высота шарового слоя .

где
r – радиус сферы,
h – высота сферического сегмента .

где
r – радиус шара,
h – высота шарового сегмента .

Фигура	Рисунок	Формула	Описание
Сфера		Площадь сферы
Шар	Объем шара
Сферический пояс		Площадь сферического пояса
Шаровой слой	Объем шарового слоя
Сферический сегмент		Площадь сферического сегмента
Шаровой сегмент	Объем шарового сегмента
Шаровой сектор		где r – радиус шара, h – высота шарового сектора .	Объем шарового сектора

Сфера

где
r – радиус сферы.

Шар

где
r – радиус шара.

Сферический пояс

Площадь сферического пояса:

где
r – радиус сферы,
h – высота сферического пояса .

Площадь сферического пояса не зависит от радиусов r₁ и r₂ !

Шаровой слой

Объем шарового слоя:

где
r₁ , r₂ – радиусы оснований шарового слоя,
h – высота шарового слоя .

Сферический сегмент

Площадь сферического сегмента:

где
r – радиус сферы,
h – высота сферического сегмента .

Шаровой сегмент

Объем шарового сегмента:

где
r – радиус шара,
h – высота шарового сегмента .

Шаровой сектор

Объем шарового сектора:

где
r – радиус шара,
h – высота шарового сектора .

Прочие единицы измерения

• 1 дюйм кубический = 1,63871·10 −5 м³
• 1 литр = 1·10 −3 м³
• Лямбда 1 λ = 1·10 −9 м³
• 1 унция = 2,841·10 −5 м³ (анг.)
• 1 унция = 2,957·10 −5 м³ (амер.)
• 1 фут кубический = 2,83168·10 −2 м³
• 1 ярд кубический = 0,76455 м³
• 1 стер = 1 м³
• 1 ае кубическая =3,348071936e+40 км³
• 1 км кубический = 1 000 000 000 м³
• 1 световой год кубический = 8,46590536e+38 км³
• 1 пк кубический = 2,9379989989648103256576e+40 км³
• 1 мпк кубический =1 000 000 000 пк³=2,9379989989648103256576e+49 км³

Пример нахождения объёма шара

Найти объем шара радиусом 10 сантиметров.

Для того чтобы вычислить объем шара формула используется следующая:

где V – искомый объем шара, π – 3,14 , R – радиус.

Таким образом, при радиусе 10 сантиметров объем шара равен:

3,14 × 10 3
= 4186,7

В геометрии шар определяется как некое тело, представляющее собой совокупность всех точек пространства, которые располагаются от центра на расстоянии, не более заданного, называемого радиусом шара. Поверхность шара именуется сферой, а сам он образуется путем вращения полукруга около его диаметра, остающегося неподвижным.

С этим геометрическим телом очень часто сталкиваются инженеры-конструкторы и архитекторы, которым часто приходится вычислять объем шара. Скажем, в конструкции передней подвески подавляющего большинства современных автомобилей используются так называемые шаровые опоры, в которых, как нетрудно догадаться из самого названия, одними из основных элементов являются именно шары. С их помощью происходит соединение ступиц управляемых колес и рычагов. От того, насколько правильно будет вычислен их объем, во многом зависит не только долговечность этих узлов и правильность их работы, но и безопасность движения.

В технике широчайшее распространение получили такие детали, как шариковые подшипники, с помощью которых происходит крепление осей в неподвижных частях различных узлов и агрегатов и обеспечивается их вращение. Следует заметить, что при их расчете конструкторам требуется найти объем шара (а точнее – шаров, помещаемых в обойму) с высокой степенью точности. Что касается изготовления металлических шариков для подшипников, то они производятся из металлической проволоки при помощи сложного технологического процесса, включающего в себя стадии формовки, закалки, грубой шлифовки, чистовой притирки и очистки. Кстати говоря, те шарики, которые входят в конструкцию всех шариковых ручек, изготавливаются по точно такой же технологии.

Достаточно часто шары используются и в архитектуре, причем там они чаще всего являются декоративными элементами зданий и других сооружений. В большинстве случаев они изготавливаются из гранита, что зачастую требует больших затрат ручного труда. Конечно, соблюдать столь высокую точность изготовления этих шаров, как тех, которые применяются в различных агрегатах и механизмах, не требуется.

Без шаров немыслима такая интересная и популярная игра, как бильярд. Для их производства используются различные материалы (кость, камень, металл, пластмассы) и используются различные технологические процессы. Одним из основных требований, предъявляемых к бильярдным шарам, является их высокая прочность и способность выдерживать высокие механические нагрузки (прежде всего, ударные). Кроме того, их поверхность должна представлять собой точную сферу для того, чтобы обеспечивалось плавное и ровное качение по поверхности бильярдных столов.

Наконец, без таких геометрических тел, как шары, не обходится ни одна новогодняя или рождественская елка. Изготавливаются эти украшения в большинстве случаев из стекла методом выдувания, и при их производстве наибольшее внимание уделяется не точности размеров, а эстетичности изделий. Технологический процесс при этом практически полностью автоматизирован и вручную елочные шары только упаковываются.

Как найти объем для фигур цилиндрической формы

Цилиндр – это тело, ограниченное цилиндрической поверхностью с замкнутой направляющей и двумя параллельными плоскостями. Одним из видов цилиндра является призма.

Чтобы произвести вычисления нужно найти диаметр тела (ширина) одного круглого основания и полученное число поделить на 2. Допустим, диаметр основания равен 30 см.

1. Производим расчеты: 30 см / 2 = 15 см. Половина диаметра круга ‒ радиус.
2. Возводим полученный радиус в квадрат или умножаем самого на себя: 15 * 15 = 225 см 2 .
3. Полученное число 225 см 2 – это квадрат радиуса. Эту цифру умножаем на число ПИ — 3,14. Например: 225 см 2 * 3,14 = 706,5 см 2 .
4. Проводим новый замер, чтобы узнать расстояние между круглыми основаниями, допустим, оно равно 12 см.
5. Это число умножаем на площадь круглого основания: 706,5 см 2 * 12 см = 8 478 см 3
6. Полученное значение и будет искомым объемом. Для перевода в кубические метры необходимо конечное число поделить на один миллион. Как мы делали в предыдущем примере.

Объем шарового сегмента

Шаровой сегмент – часть шара, отсекаемая какой нибудь плоскостью. Объем шарового сегмента вычисляется по формуле:

[ LARGE V = <1 over 3>cdot pi cdot h^2 cdot (3 cdot R – h) ]

где:
V – объем шарового сегмента
h – высота шарового сегмента
R – радиус шарового сегмента
π – число пи (3.1415)

Советы

• Используйте кубические единицы измерения (например, 113 см³).
• Убедитесь, что все значения представлены в одной единице измерения. В противном случае преобразуйте единицы измерения.
• Обратите внимание, что символ «*» используется как знак умножения, чтобы избежать путаницы с переменной «x».
• Если нужно найти объем некоторой части сферы, например, ее половины или четверти, сначала вычислите объем всей сферы, а затем полученное значение разделите на число, на которое поделена сфера. Например, чтобы найти объем полусферы, когда объем всей сферы равен 8, разделите 8 на 2 и получите 4.

Примеры задач

Задание 1
Вычислите объем шара, если его радиус равняется 3 см.

Решение:
Применив первую формулу (через радиус) получаем:

Задание 2
Найдите объем шара, если известно, что его диаметр равен 12 см.

Решение:
Используем вторую формулу, в которой задействован диаметр: