Przejdź do treści

Obrót prostokąta wokół boku - który walec ma większą objętość

Szkoła średnia łatwe

Prostokąt o bokach 44 i 99 obracamy dookoła prostej zawierającej: a) dłuższy bok, b) krótszy bok. Oblicz objętość i pole powierzchni całkowitej każdej z otrzymanych brył. Która ma większą objętość?

Rozwiązanie

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

Krok 1. Jaka bryła powstaje. Obrót prostokąta wokół prostej zawierającej jego bok daje walec. Bok leżący na osi staje się wysokością, a bok do niego prostopadły - promieniem podstawy.

Krok 2. Przypadek a) - oś wzdłuż boku 99. Wtedy H=9H = 9, r=4r = 4:

Va=π⋅16⋅9=144π,Pa=2π⋅16+2π⋅4⋅9=32π+72π=104π.V_a = \pi \cdot 16 \cdot 9 = 144\pi, \qquad P_a = 2\pi \cdot 16 + 2\pi \cdot 4 \cdot 9 = 32\pi + 72\pi = 104\pi.

Krok 3. Przypadek b) - oś wzdłuż boku 44. Wtedy H=4H = 4, r=9r = 9:

Vb=π⋅81⋅4=324π,Pb=2π⋅81+2π⋅9⋅4=162π+72π=234π.V_b = \pi \cdot 81 \cdot 4 = 324\pi, \qquad P_b = 2\pi \cdot 81 + 2\pi \cdot 9 \cdot 4 = 162\pi + 72\pi = 234\pi.

Krok 4. Porównanie. Pola powierzchni bocznej są równe (72π72\pi), ale promień wchodzi do wzoru na objętość w kwadracie, więc większą objętość ma walec o większym promieniu: 324π144π=94\frac{324\pi}{144\pi} = \frac{9}{4}.

Odpowiedź. a) V=144πV = 144\pi, Pc=104πP_c = 104\pi; b) V=324πV = 324\pi, Pc=234πP_c = 234\pi. Większą objętość (2,25 raza) ma walec z obrotu wokół krótszego boku.