Aufgabenbeispiele von Prismen
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Volumen eines Prisma
Beispiel:
Berechne das Volumen V 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 9.5 cm nach schräg hinten ist.
Die Fläche der Grundseite berechnet man mit:
A = ⋅ Grundseite ⋅ Höhe (wofür beim rechtwinkligen Dreieck die Katheten benutzt werden können)
also hier:
A = ⋅ 7 cm ⋅ 5 cm = 17.5 cm²
Das wird dann mit der Höhe multipliziert: V = 17.5 cm² ⋅ 9.5 cm = 166.25 cm³
Volumen eines Prisma 2
Beispiel:
Ein Prisma hat die abgebildete Figur als Grundfläche und
die Höhe h = 70 cm. Berechne das Volumen des Prismas.
Wir berechnen natürlich zuerst den Flächeninhalt der abgebildeten Grundfläche und nutzen hierfür die Flächeninhaltsformel des Dreiecks:
G = c ⋅ hc
Dazu müssen wir zuerst noch die Höhe hc mit dem Satz des Pythagoras (im rechtwinkligen halben Dreieck) berechnen:
hc2 + ()2 = 62 |-()2
hc2 = 62 - ()2 = 62 - 2.52 = 36 - 6.25= 29.75
Daraus ergibt sich:
hc = ≈ 5.454
Und daraus ergibt sich wiederum für die Grundfläche G:
G = c ⋅ hc = ⋅ 5 ⋅ 5.454 ≈ 13.6
Um nun das gesuchte Volumen des Prismas zu berechnen, müssen wir nur noch die Grundfläche G mit der Höhe h=70 cm multiplizieren:
V = G ⋅ h ≈ 13.6 cm² ⋅ 70 cm ≈ 954.5 cm³
Prismavolumen rückwärts
Beispiel:
Ein Prisma hat das Volumen V = 3464.1 cm³, die Höhe h = 80 cm und als Grundfläche das abgebildete gleichseitige Dreieck.
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 = ≈ ≈ 43.3
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 + ()2 = x2 |-()2
hc2 = x2 - ()2 = x2 - x2 = x2
Daraus ergibt sich:
hc = a
Und daraus ergibt sich wiederum für die Grundfläche G:
G =
Hier können wir jetzt die bereits ermittelte Grundfläche G = 43.3 einsetzen:
43.3 ≈
100 ≈ x2
x ≈
Für x = 10 cm ist somit die Grundfläche G ≈ 43.3 cm² und das Volumen des Prismas V ≈ 3464.1 cm³