Silindir

8 soru

Soru 1Soru

Taban yarıçapı 6 cm6\text{ cm} ve yüksekliği 15 cm15\text{ cm} olan dik dairesel silindir biçimindeki boş bir bardağın içine; taban yarıçapı 2 cm2\text{ cm} ve yüksekliği 9 cm9\text{ cm} olan dik dairesel silindir biçimindeki içi dolu metal bir cisim, tabanı bardağın tabanına çakışacak şekilde yerleştiriliyor. Daha sonra bardağa 324π cm3324\pi\text{ cm}^3 su dökülüyor. Buna göre, bardağın içindeki suyun yüksekliği kaç  cm\text{ cm} olur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 10

Cevap

Bardağın içindeki suyun yüksekliği 10 cm10\text{ cm} olur.
Metal silindir tamamen battığı için bardaktaki toplam hacim, su hacmi (324π324\pi) ile metal silindirin hacminin (36π36\pi) toplamı olan 360π cm3360\pi\text{ cm}^3 olur. Bardağın taban alanı 36π cm236\pi\text{ cm}^2 olduğundan, suyun yüksekliği bu toplam hacmin taban alanına bölünmesiyle 10 cm10\text{ cm} olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Metal cismin hacminin hesaplanması
Vmetal=36π cm3V_{\text{metal}} = 36\pi\text{ cm}^3
Bardak içine yerleştirilen metal silindirin kapladığı hacmi belirlemek amacıyla silindir hacim formülü (V=πr2hV = \pi r^2 h) uygulanır.
2
Su yüksekliğinin sınır durumunun analiz edilmesi
Su seviyesinin 9 cm9\text{ cm}'den yüksek olacağının (x>9x > 9) tespit edilmesi
Eğer su seviyesi metal cismin boyundan kısa olsaydı, suyun yüksekliği 324π/(36π4π)=10,125 cm324\pi / (36\pi - 4\pi) = 10,125\text{ cm} olacaktı. Bu değer metal cismin yüksekliğinden (9 cm) büyük olduğu için metal cismin tamamen battığı anlaşılır.
3
Toplam hacim yardımıyla nihai yüksekliğin hesaplanması
x=10 cmx = 10\text{ cm}
Metal cisim tamamen batt��ğı için bardakta yükselen toplam hacim, su ve metal cismin hacimleri toplamına eşit olur. Bu toplam hacim büyük silindirin taban alanına bölünerek su yüksekliği elde edilir.

Anahtar Kavram

Dik dairesel silindirin hacminin hesaplanması ve batan cisimlerin sıvı seviyesine etkisi

Alternatif Yöntem

Metal cisim olmasaydı suyun bardakta kaplayacağı yükseklik 324π/36π=9 cm324\pi / 36\pi = 9\text{ cm} olurdu. Metal cisim tamamen battığı için kendi hacmi kadar sıvı yükseltir. Metal cismin hacmi 36π cm336\pi\text{ cm}^3 olduğundan bardakta yaratacağı yükselme miktarı 36π/36π=1 cm36\pi / 36\pi = 1\text{ cm} olur. Buradan toplam su yüksekliği 9+1=10 cm9 + 1 = 10\text{ cm} olarak hızlıca hesaplanabilir.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 2Soru

Taban yarıçapı 3 cm3\text{ cm} ve yüksekliği 8 cm8\text{ cm} olan dik dairesel bir silindirin hacmi kaç π cm3\pi\text{ cm}^3 tür?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 72

Cevap

Silindirin hacmi 72π cm372\pi\text{ cm}^3 tür.
Yarıçapı 3 cm3\text{ cm} ve yüksekliği 8 cm8\text{ cm} olan dik dairesel silindirin hacmi, V=πr2hV = \pi r^2 h formülünden V=π×32×8=72π cm3V = \pi \times 3^2 \times 8 = 72\pi\text{ cm}^3 olarak bulunur. Dolayısıyla 7272 seçeneği doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Silindirin hacim formülünü belirleyelim.
V=πr2hV = \pi r^2 h
Dik dairesel silindirin hacmi, taban alanı ile yüksekliğinin çarpılmasıyla bulunur.
2
Soruda verilen yarıçap (r=3 cmr = 3\text{ cm}) ve yükseklik (h=8 cmh = 8\text{ cm}) değerlerini form��lde yerine yazarak hacmi hesaplayalım.
V=π×32×8=π×9×8=72π cm3V = \pi \times 3^2 \times 8 = \pi \times 9 \times 8 = 72\pi\text{ cm}^3
Taban alanı hesaplanıp yükseklik de��eriyle çarpılarak toplam hacim elde edilir.

Anahtar Kavram

Dik dairesel silindirin hacmi, taban yarıçapının karesi ile yüksekliğinin ve π\pi sayısının çarpımına eşittir (V=πr2hV = \pi r^2 h).

İpuçları

1
Silindirin hacmini bulmak için taban alanı ile yüksekliği çarpmanız gerekir.
2
Taban alanı bir daire olduğundan alanı πr2\pi r^2 formülüyle hesaplanır. Yarıçapı 3 cm3\text{ cm} olan dairenin alanını bulunuz.
3
Bulduğunuz taban alanını (9π cm29\pi\text{ cm}^2), silindirin yüksekliği olan 8 cm8\text{ cm} ile çarparak sonuca ulaşabilirsiniz.

Daha Fazla Pratik

Yarıçapı ve yüksekliği verilen bir silindirin yanal alanını hesaplama sorusu çözerek alan ve hacim formüllerinin farkını pekiştirebilirsiniz.
Tahmini Süre:45s
Soru 3Soru

Taban yarıçapı 5 cm5\text{ cm} ve yüksekliği 20π cm20\pi\text{ cm} olan dik dairesel silindir şeklindeki bir kutunun alt tabanının çevresi üzerindeki bir AA noktasından, üst tabanının çevresi üzerindeki ve AA noktasının dikey izdüşümünün tam karşısında bulunan (çapsal olarak zıt) bir BB noktasına silindirin yan yüzeyi üzerinden dolanarak gidilecektir. Bu hareketli, silindirin yan yüzeyi etrafında tam olarak 1,51,5 tur (bir buçuk tur) atarak en kısa yoldan BB noktasına ulaştığına göre, aldığı toplam yol kaç π cm\pi\text{ cm}'dir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 2525

Cevap

En kısa yol 25π cm25\pi\text{ cm} olup, toplam yol 2525 adet π cm\pi\text{ cm}'ye eşittir.
Silindirin taban çevresi C=2πR=10π cmC = 2\pi R = 10\pi\text{ cm}'dir. 1,51,5 tur atıldığında yatayda alınan yol 1,5×10π=15π cm1,5 \times 10\pi = 15\pi\text{ cm} olur. Silindirin açınımı yapıldığında yatay kenarı 15π cm15\pi\text{ cm} ve dikey kenarı (yükseklik) 20π cm20\pi\text{ cm} olan bir dik üçgen elde edilir. Bu üçgende Pisagor bağıntısı uygulandığında en kısa yol 25π cm25\pi\text{ cm} olarak hesaplanır. Dolayısıyla alınan toplam yol 25π25\pi yani 2525 katıdır.

Adım Adım Çözüm

1
Silindirin taban dairesinin çevresi hesaplanır.
Taban dairesinin yarıçapı R=5 cmR = 5\text{ cm} olduğundan çevre C=2πR=10π cmC = 2\pi R = 10\pi\text{ cm} olur.
Silindir yüzeyinde yatayda alınan yol taban çevresine bağlıdır.
2
Hareketlinin yatayda aldığı toplam yol belirlenir.
Hareketli 1,51,5 tur attığı için yatayda aldığı yol 1,5×10π=15π cm1,5 \times 10\pi = 15\pi\text{ cm} olarak bulunur.
BB noktası AA'nın dikey izdüşümünün tam karşısında (çapsal olarak zıt konumda) olduğundan, 1,51,5 tur atılması yatayda tam olarak 1,51,5 çevre uzunluğuna karşılık gelir.
3
Hareketlinin dikeyde aldığı yol belirlenir.
Dikeyde alınan yol silindirin yüksekliği olan 20π cm20\pi\text{ cm}'dir.
Kutunun alt tabanından üst tabanına ulaşıldığı için dikey yükseklik tamamen katedilmiştir.
4
Silindirin yan yüzeyi düzleme açılarak en kısa yol Pisagor bağıntısı ile hesaplanır.
En kısa yol LL olmak üzere, dik kenarları 15π cm15\pi\text{ cm} ve 20π cm20\pi\text{ cm} olan bir dik üçgen olu��ur. Pisagor bağıntısından L2=(15π)2+(20π)2=225π2+400π2=625π2L^2 = (15\pi)^2 + (20\pi)^2 = 225\pi^2 + 400\pi^2 = 625\pi^2 buradan da L=25π cmL = 25\pi\text{ cm} bulunur.
Düzleme açılan yüzeyde iki nokta arasındaki en kısa mesafe, bu iki noktayı birleştiren doğru parçası (hipotenüs) uzunluğudur.

Anahtar Kavram

Silindirin yan yüzeyinin açınımı ve yüzey üzerindeki en kısa yolun Pisagor bağıntısı yardımıyla bulunması.
Tahmini Süre:3m 0s
Soru 4Soru

Taban yarıçapı 3 cm3\text{ cm} ve yüksekliği 5 cm5\text{ cm} olan dik dairesel bir silindirin tüm yüzey alanı kaç cm2\text{cm}^2 dir? (π=3\pi = 3 alınız.)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 144

Cevap

Silindirin tüm yüzey alanı 144 cm2144\text{ cm}^2 olarak bulunur.
Toplam yüzey alanı formülü A=2πr2+2πrhA = 2\pi r^2 + 2\pi r h şeklindedir. Verilen değerler formülde yerine yazıldığında, A=2×3×32+2×3×3×5=54+90=144A = 2 \times 3 \times 3^2 + 2 \times 3 \times 3 \times 5 = 54 + 90 = 144 sonucu elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Silindirin taban alanlarını hesaplama
Toplam taban alanı 54 cm254\text{ cm}^2
Silindirin alt ve üst olmak üzere iki dairesel tabanı vardır. Tek bir taban alanı T=πr2T = \pi r^2 formülüyle hesaplanır.
2
Silindirin yanal yüzey alanını hesaplama
Yanal alan 90 cm290\text{ cm}^2
Silindirin yan yüzeyinin açınımı bir dikdörtgendir. Bu dikdörtgenin alanı Y=2πrhY = 2\pi r h formülüyle bulunur.
3
Toplam yüzey alanını bulma
Toplam yüzey alanı 144 cm2144\text{ cm}^2
Silindirin tüm yüzey alanı, iki taban alanı ile yanal alanın toplamına eşittir (A=2T+YA = 2T + Y).

Anahtar Kavram

Dik dairesel silindirin tüm yüzey alanı, iki taban alanı ile yanal alanının toplamına eşittir.
Soru 5Soru

Kısa kenarı 6 cm6\text{ cm} ve uzun kenarı 8π cm8\pi\text{ cm} olan dikdörtgen biçimindeki bir kartonun kısa kenarları çakışacak şekilde bükülerek bir dik dairesel silindir elde ediliyor. Buna göre, oluşan bu silindirin hacmi kaç cm3\text{cm}^3 tür? (π=3\pi = 3 alınız.)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 288

Cevap

Elde edilen silindirin hacmi 288 cm3288\text{ cm}^3 olarak bulunur.
Karton büküldüğünde oluşan silindirin yüksekliği 6 cm6\text{ cm}, taban dairesinin çevresi ise 24 cm24\text{ cm} olur. Buradan taban yarıçapı r=4 cmr = 4\text{ cm} bulunur. Hacim formülü V=πr2hV = \pi r^2 h uygulandığında 3×16×6=288 cm33 \times 16 \times 6 = 288\text{ cm}^3 elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Dikdörtgenin bükülmesiyle oluşan silindirin boyutlarını belirleme
Yükseklik h=6 cmh = 6\text{ cm} ve taban çevresi C\c=24 cmÇ = 24\text{ cm}
Kartonun kısa kenarları çakıştırıldığında kısa kenar yükseklik, uzun kenar ise taban dairesinin çevresi olur.
2
Silindirin taban yarıçapını hesaplama
Taban yarıçapı r=4 cmr = 4\text{ cm}
Taban çevresi 2πr=24 cm2\pi r = 24\text{ cm} ve π=3\pi = 3 olduğundan 6r=246r = 24 denkleminden yarıçap bulunur.
3
Silindirin hacmini hesaplama
Hacim V=288 cm3V = 288\text{ cm}^3
Silindirin hacim formülü V=πr2hV = \pi r^2 h kullanılarak yarıçap ve yükseklik değerleri yerine yazılır.

Anahtar Kavram

Dik dairesel silindirin açınımı ve hacim hesabı
Soru 6Soru

Dik dairesel silindir biçimindeki bir tahta bloktan, tabanları silindirin tabanlarıyla çakışacak şekilde yerleştirilebilecek en büyük hacimli kare dik prizma oyularak çıkarılıyor.

Buna göre, geriye kalan tahta kısmın hacminin, oyularak çıkarılan prizmanın hacmine oranı aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: π22\frac{\pi - 2}{2}

Cevap

Kalan kısmın hacminin prizmanın hacmine oranı π22\frac{\pi - 2}{2}'dir.
Doğru cevap olan π22\frac{\pi - 2}{2} ifadesi, silindirin hacminden (πr2h\pi r^2 h) kare prizmanın en büyük hacminin (2r2h2r^2 h) çıkarılmasıyla kalan hacmin (πr2h2r2h\pi r^2 h - 2r^2 h) prizma hacmine bölünmesiyle elde edilir. Bu oranda r2r^2 ve hh terimleri sadeleşerek geriye sadece geometrik sabitlerin oranı kalır.

Adım Adım Çözüm

1
Silindir ve içine yerleştirilen kare prizmanın boyutlarını tanımlama
Silindirin taban yarıçapı rr, yüksekliği hh olsun. En büyük hacimli kare prizmanın taban köşeleri silindirin taban dairesi üzerinde olmalıdır. Dolayısıyla karenin köşegen uzunluğu, dairenin çapı olan 2r2r olur.
Silindir içine yerleştirilebilecek en büyük kare prizmanın taban alanını maksimum yapmak için köşegen dairenin çapı olmalıdır.
2
Kare prizmanın taban alanını ve hacmini hesaplama
Köşegeni e=2re = 2r olan karenin alanı: Akare=e22=(2r)22=2r2A_{\text{kare}} = \frac{e^2}{2} = \frac{(2r)^2}{2} = 2r^2 olur. Kare prizmanın hacmi: Vprizma=Akare×h=2r2hV_{\text{prizma}} = A_{\text{kare}} \times h = 2r^2 h olarak bulunur.
Prizmanın hacmi, taban alanı ile yüksekliğinin çarp��mına eşittir.
3
Silindirin hacmini hesaplama
Dik dairesel silindirin hacmi: Vsilindir=πr2hV_{\text{silindir}} = \pi r^2 h olur.
Silindirin hacmi, taban dairesinin alanı ile yüksekliğinin çarpımıdır.
4
Geriye kalan tahta kısmın hacmini hesaplama
Vkalan=VsilindirVprizma=πr2h2r2h=(π2)r2hV_{\text{kalan}} = V_{\text{silindir}} - V_{\text{prizma}} = \pi r^2 h - 2r^2 h = (\pi - 2)r^2 h olur.
Kalan tahta kısım, silindirin toplam hacminden oyulan prizmanın hacmi çıkarılarak bulunur.
5
Kalan hacmi prizmanın hacmine oranlama
Oran = VkalanVprizma=(π2)r2h2r2h=π22\frac{V_{\text{kalan}}}{V_{\text{prizma}}} = \frac{(\pi - 2)r^2 h}{2r^2 h} = \frac{\pi - 2}{2} bulunur.
Soruda istenen kalan kısmın hacminin prizmanın hacmine oranıdır.

Anahtar Kavram

Bir dik dairesel silindirin hacmi (V=πr2hV = \pi r^2 h) ve içine çizilen en büyük kare dik prizmanın taban alanı ile hacim ilişkisi.

İpuçları

1
Silindirin taban dairesinin içine çizilebilecek en büyük karenin köşegeninin neye eşit olduğunu düşünün.
2
En büyük karenin köşegeni dairenin çapına (2r2r) eşittir. Bu karenin alanını köşegen uzunluğu cinsinden d22\frac{d^2}{2} formülüyle hesaplayabilirsiniz.
3
Prizmanın hacmini 2r2h2r^2 h, silindirin hacmini πr2h\pi r^2 h olarak yazdıktan sonra kalan hacmi bulun ve prizma hacmine oranlayarak sadeleştirin.

Daha Fazla Pratik

Benzer şekilde, bir dik dairesel silindirin içine yerleştirilebilecek en büyük hacimli düzgün altıgen dik prizma çıkarılsaydı kalan hacmin prizmanın hacmine oranı ne olurdu? Bunu hesaplamayı deneyin.

Alternatif Yöntem

Oran hesabı yapıldığı için silindirin yarıçapını r=1r = 1 ve yüksekliğini h=1h = 1 kabul edebiliriz. Bu durumda silindirin hacmi π\pi, taban köşegeni 22 olan karenin alanı 222=2\frac{2^2}{2} = 2 ve prizmanın hacmi 22 olur. Kalan tahtanın hacmi π2\pi - 2 olurken, bunun prizmanın hacmine oranı π22\frac{\pi - 2}{2} olarak kolayca hesaplanır.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 7Soru

Taban yarıçapı 6 cm6\text{ cm} ve yüksekliği 10 cm10\text{ cm} olan dik dairesel silindir biçimindeki boş bir kap, yatay bir düzlem üzerine yan yatırılmıştır. Bu kabın içine bir miktar su konulduğunda, suyun üst yüzeyinin alanı 603 cm260\sqrt{3}\text{ cm}^2 olmaktadır. Buna göre, kaptaki suyun hacmi en az kaç cm3\text{cm}^3 olabilir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 120π903120\pi - 90\sqrt{3}

Cevap

En az su hacmi 120π903 cm3120\pi - 90\sqrt{3}\text{ cm}^3 olur.
Kiriş uzunluğu 63 cm6\sqrt{3}\text{ cm} ve merkeze uzaklığı 3 cm3\text{ cm} olan dairesel kesitte, 120120^\circ lik dilim alanından (12π12\pi) üçgen alanı (939\sqrt{3}) çıkarılarak kesit alanı bulunur. Bu alan silindir yüksekliğiyle (1010) çarpıldığında en az su hacmi elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Su yüzeyinin alanından taban dairesindeki kirişin uzunluğunu bulun.
Kiriş uzunluğu 63 cm6\sqrt{3}\text{ cm}'dir.
Yan yatırılmı�� silindirdeki suyun üst yüzeyi bir dikdörtgendir; bu dikdörtgenin alanı, yükseklik ile tabandaki kiriş uzunluğunun çarpımına eşittir.
2
Kirişin daire merkezine olan dik uzaklığını Pisagor bağıntısı yardımıyla hesaplayın.
Uzaklık d=3 cmd = 3\text{ cm}'dir.
Merkezden kirişe çizilen dikme kirişi ortalar ve yarıçap ile birlikte bir dik üçgen oluşturur.
3
Kirişi gören merkez açıyı belirleyin.
Merkez açı 120120^\circ olur.
Oluşan dik üçgende karşı dik kenarın hipotenüse oranı 32\frac{\sqrt{3}}{2} olduğundan, yarım açı 6060^\circ ve merkez açı 120120^\circ olur.
4
Suyun kapladığı taban dairesi kesitinin alanını daire dilimi ve üçgen alanlarını kullanarak hesaplayın.
Taban kesit alanı 12π93 cm212\pi - 9\sqrt{3}\text{ cm}^2 olur.
Suyun hacminin en az olması için su seviyesi merkezden aşağıda olmalıdır; bu kesit alanı, 120120^\circ lik dilim alanından üçgen alanının çıkarılmasıyla elde edilir.
5
Kesit alanını silindir yüksekliğiyle çarparak suyun hacmini bulun.
Hacim 120π903 cm3120\pi - 90\sqrt{3}\text{ cm}^3 olur.
Silindir hacmi, taban alanı (kesit alanı) ile yüksekliğin çarpımıdır.

Anahtar Kavram

Yan yatırılmış silindirlerde su yüzey alanı, kiriş uzunluğu ve dairesel kesit alanı ilişkisi

İpuçları

1
Silindir yan yatırıldığında su yüzeyi bir dikdörtgendir. Bu dikdörtgenin alanından yararlanarak taban dairesindeki suyun oluşturduğu kiriş uzunluğunu bulun.
2
Kirişin merkeze olan dik uzaklığını bulmak için taban dairesinin merkezinden kirişe bir dikme indirin ve Pisagor bağıntısını uygulayın.
3
En az su hacmi için su seviyesinin merkezden aşağıda olması gerektiğini unutmayın. Hacmi bulmak için 120120^\circ lik daire diliminin alanından üçgenin alanını çıkarıp silindir yüksekliğiyle çarpın.

Daha Fazla Pratik

Benzer bir mantıkla su yüksekliği bilinen yatay bir silindirde su yüzeyinin alanını sormak veya suyun hacmi verildiğinde su yüksekliğini bulmak gibi ters problem yapıları üzerinde çalışabilirsiniz.

Alternatif Yöntem

Üçgenin alanını sinüslü alan formülü yerine taban (63 cm6\sqrt{3}\text{ cm}) ve yükseklik (3 cm3\text{ cm}) çarpımının yarısı olan 6332=93 cm2\frac{6\sqrt{3} \cdot 3}{2} = 9\sqrt{3}\text{ cm}^2 formülü ile de doğrudan hesaplayabilirsiniz.
Tahmini Süre:3m 0s
Soru 8Soru

Taban yarıçapı 3 cm3\text{ cm} ve yüksekliği 12 cm12\text{ cm} olan dik dairesel silindir biçimindeki bir kap tamamen suyla doludur. Bu kap, tabanı yatay düzlemle 4545^\circ lik açı yapacak biçimde eğilerek bir miktar suyun dökülmesi sağlanıyor. Kap tekrar dik konuma getirildikten sonra içine yarıçapı 3 cm3\text{ cm} olan küre şeklinde demir bir bilye atılıyor.

Buna göre, son durumda kapta kalan suyun hacmi kaç π cm3\pi\text{ cm}^3 olur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 72

Cevap

Son durumda kapta kalan suyun hacmi 72π cm372\pi\text{ cm}^3 olur.
Silindir 4545^\circ eğildiğinde dökülen suyun hacmi 27π cm327\pi\text{ cm}^3 olarak bulunur ve geriye 81π cm381\pi\text{ cm}^3 su kalır. Kaptaki boş hacim 27π cm327\pi\text{ cm}^3 olur. Kaba yarıçapı 3 cm3\text{ cm} olan bir demir bilye atıldığında, bilyenin hacmi 36π cm336\pi\text{ cm}^3 olduğundan bu hacim kaptaki boşluğu aşar ve 9π cm39\pi\text{ cm}^3 suyun taşmasına neden olur. Sonuç olarak kapta kalan su hacmi 81π9π=72π cm381\pi - 9\pi = 72\pi\text{ cm}^3 olur.

Adım Adım Çözüm

1
Silindirin toplam hacmini hesaplama.
Vsilindir=πr2h=π3212=108π cm3V_{\text{silindir}} = \pi \cdot r^2 \cdot h = \pi \cdot 3^2 \cdot 12 = 108\pi\text{ cm}^3
Kabın başlangıçtaki toplam su kapasitesini bulmak için silindirin hacim formülü uygulanır.
2
Kap 4545^\circ eğildiğinde dökülen suyun (oluşan hava boşluğunun) hacmini hesaplama.
Eğik konumdaki hava boşluğunun yüksekliği x=2rtan45=61=6 cmx = 2r \cdot \tan 45^\circ = 6 \cdot 1 = 6\text{ cm} olur. Boşluğun hacmi: Vbos¸=12πr2x=12π326=27π cm3V_{\text{boş}} = \frac{1}{2} \pi r^2 x = \frac{1}{2} \pi \cdot 3^2 \cdot 6 = 27\pi\text{ cm}^3
Eğilme sonucu dökülen su miktarını bulmak için oluşan kesik silindir şeklindeki boşluğun hacmi hesaplanır.
3
Kap tekrar dik konuma getirildiğinde kalan suyun hacmini ve boşluğun hacmini belirleme.
Kalan su hacmi: 108π27π=81π cm3108\pi - 27\pi = 81\pi\text{ cm}^3. Kaptaki boş kısmın hacmi ise dökülen suyun hacmine eşit olup 27π cm327\pi\text{ cm}^3 olur.
Bilye atılmadan önceki su ve boşluk hacimlerini netleştirerek taşma durumunu analiz etmek için.
4
İçeri atılan küre şeklindeki demir bilyenin hacmini hesaplama.
Vbilye=43πR3=43π33=36π cm3V_{\text{bilye}} = \frac{4}{3} \pi R^3 = \frac{4}{3} \pi \cdot 3^3 = 36\pi\text{ cm}^3
Bilyenin ne kadarlık bir hacim kaplayacağını ve ne kadar su taşıracağını belirlemek için küre hacim formülü kullanılır.
5
Bilye atıldıktan sonra taşan su miktarını ve kalan su hacmini hesaplama.
Bilyenin hacmi (36π cm336\pi\text{ cm}^3) kaptaki boşluk hacminden (27π cm327\pi\text{ cm}^3) büyük olduğu için su taşar. Taşan su hacmi: 36π27π=9π cm336\pi - 27\pi = 9\pi\text{ cm}^3 olur. Son durumda kalan su hacmi: 81π9π=72π cm381\pi - 9\pi = 72\pi\text{ cm}^3 olur.
Kaba atılan bilyenin taşırdığı su hacmi düşüldükten sonra kapta kalan net su hacmini bulmak için.

Anahtar Kavram

Eğik silindir hacim ilişkisi ve cisimlerin sıvı içinde yer değiştirdiği hacim prensibi.

İpuçları

1
Silindir eğildiğinde dökülen suyun hacmi, oluşan kesik silindir biçimindeki hava boşluğunun hacmine eşittir.
2
Küre kaba atıldığında hacmi kadar suyu yer değiştirir. Eğer kürenin hacmi kaptaki boş hacimden büyükse su taşacaktır.

Daha Fazla Pratik

Silindirin eğim açısının daha büyük olduğu ve bilyenin tamamen batmadığı veya suyun taşmadığı durumları inceleyebilirsiniz.

Alternatif Yöntem

Bilye kaba atıldığında tamamen batmaktadır. Son durumda kap ağzına kadar su ve bilye ile dolu olacağından, kapta kalan suyun hacmi doğrudan silindirin toplam hacminden bilyenin hacmi çıkarılarak da bulunabilir: Vkalan su=VsilindirVbilye=108π36π=72π cm3V_{\text{kalan su}} = V_{\text{silindir}} - V_{\text{bilye}} = 108\pi - 36\pi = 72\pi\text{ cm}^3.
Tahmini Süre:2m 30s
Silindir Alıştırma Soruları — ALES | Examkin