Soru

Zorluk: ZorKatı Cisimler

Dik kenar uzunlukları 15 cm ve 20 cm olan bir dik üçgenin, hipotenüsü etrafında 360° döndürülmesiyle oluşan cismin hacmi kaç π\pi cm³ tür?

  1. 1200Cevap
  2. B
    1500
  3. C
    1600
  4. D
    2000
  5. E
    3600

Cevap

Oluşan cismin hacmi 1200 π\pi cm³ tür.
Dik üçgen hipotenüsü etrafında döndürüldüğünde, yarıçapı hipotenüse ait yükseklik (h=12h=12) ve toplam yüksekliği hipotenüs (2525) olan iki koni oluşur. Hacim formülü V=13πr2htoplamV = \frac{1}{3}\pi r^2 h_{toplam} kullanılarak 1200π1200\pi bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Dik üçgenin hipotenüs uzunluğunu hesapla.
15202515-20-25 özel üçgeni (3-4-5'in 5 katı) olduğundan hipotenüs = 25 cm.
Dönme ekseni hipotenüs olduğu için cismin toplam yüksekliği bu uzunluk olacaktır.
2
Oluşan cismin şeklini ve boyutlarını belirle.
Hipotenüs etrafında dönme sonucu, tabanları çakışık iki koni oluşur. Ortak taban yarıçapı (rr), üçgenin hipotenüse ait yüksekliğidir.
Dönel cisimlerin hacmi için yarıçapın doğru belirlenmesi gerekir.
3
Üçgenin alan bağıntısından yarıçapı (rr) bul.
Alan=15202=25r2300=25rr=12Alan = \frac{15 \cdot 20}{2} = \frac{25 \cdot r}{2} \Rightarrow 300 = 25r \Rightarrow r = 12 cm.
Dik kenarlar çarpımı ile hipotenüs ve yüksekliğin çarpımı birbirine eşittir.
4
Oluşan çift koninin toplam hacmini hesapla.
V=13πr2htoplam=13π(122)25=13π(144)25=48π25=1200πV = \frac{1}{3}\pi r^2 h_{toplam} = \frac{1}{3} \pi (12^2) \cdot 25 = \frac{1}{3} \pi (144) \cdot 25 = 48\pi \cdot 25 = 1200\pi.
Tabanları aynı olan iki koninin hacimleri toplamı, taban alanı ile toplam yüksekliğin çarpımının 1/3'üdür.

Anahtar Kavram

Bir dik üçgenin hipotenüsü etrafında döndürülmesiyle, tabanları çakışık iki koni (çift koni) oluşur.

İpuçları

1
Bir dik üçgeni hipotenüsü etrafında döndürdüğünüzde oluşan şekli hayal edin: Tabanları birbirine yapışık iki koni oluşur.
2
Oluşan konilerin taban yarıçapı, üçgenin hipotenüse inilen yüksekliğidir. Öklid bağıntısı veya alan formülünden bu yüksekliği (hh) bulun.
3
15-20-25 üçgeninde hipotenüse ait yükseklik h=(1520)/25=12h = (15 \cdot 20)/25 = 12 cm'dir. Toplam hacim için V=13πr2(hipotenu¨s)V = \frac{1}{3} \pi r^2 \cdot (hipotenüs) formülünü kullanın.

Alternatif Yöntem

İki ayrı koni gibi düşünülerek: Üstteki koninin yüksekliği h1=9h_1 = 9, alttaki koninin yüksekliği h2=16h_2 = 16 cm'dir (Öklid'den). V=V1+V2=13π(122)(9)+13π(122)(16)=432π+768π=1200πV = V_1 + V_2 = \frac{1}{3}\pi (12^2)(9) + \frac{1}{3}\pi (12^2)(16) = 432\pi + 768\pi = 1200\pi.
Tahmini Süre:2m 30s
Bu soruyu puanla