Twój postęp zapisuje się tylko w tej przeglądarce. Zaloguj się, żeby nie stracić go po zmianie urządzenia. Zaloguj się
Stereometria – geometria przestrzenna

WalecPodstawa

Puszka, szklanka i rura mają ten sam matematyczny kształt: walec. Gdy rozwiniesz jego powierzchnię, zobaczysz dwa koła i jeden prostokąt, a wszystkie wzory zaczną układać się w prosty schemat.

Matematyka ·2 min czytania ·6 ćwiczeń


Walec obrotowy ma dwie kołowe podstawy i powierzchnię boczną, która po rozwinięciu jest prostokątem. Objętość opisuje jego wnętrze, a pole całkowite cały zewnętrzny brzeg.

Pojęcia, od których zaczynamy

Promień \(r\) mierzymy od środka podstawy do jej okręgu. Wysokość \(H\) jest odległością między podstawami i biegnie prostopadle do nich. Średnica podstawy wynosi \(2r\). Jeśli podano szerokość walca w przekroju przez oś, zwykle jest to średnica, a nie promień.

Rozetnij powierzchnię boczną pionowo i rozwiń ją na płasko. Jeden bok prostokąta ma wysokość \(H\), drugi musi obejść całą podstawę, więc ma długość \(2\pi r\). Stąd pole boczne \(P_b=2\pi rH\). Do pola całkowitego dokładamy dwa koła, każde o polu \(\pi r^2\).

Zasady i wzory

Walec powstaje przez obrót prostokąta wokół jednego boku. Ma dwie kołowe podstawy, a po rozwinięciu jego powierzchnia boczna jest prostokątem.

  • Jeden bok prostokąta rozwinięcia ma długość \(2\pi r\).
  • Pole całkowite obejmuje dwie podstawy.
  • Objętość to pole koła razy wysokość.
\[V=\pi r^2H,\qquad P_c=2\pi r^2+2\pi rH\]

Pierwszy składnik pola to dwie podstawy, drugi — powierzchnia boczna.

Jak czytać rysunek?

Walec i jego powierzchnia bocznaWalec o promieniu r i wysokości H; powierzchnia boczna rozwija się w prostokąt o bokach dwa pi r i H.Walec i jego powierzchnia bocznarH2πrHrozwinięcie boku

Na rysunku walca zaznaczono promień jednej podstawy i pionową wysokość. Obok pokazano prostokąt rozwinięcia boku. Jego szerokość to obwód koła, nie średnica. Koła podstaw liczymy oddzielnie; nie są częściami tego prostokąta.

Przykład krok po kroku

Walec ma promień 3 i wysokość 5. Oblicz objętość i pole całkowite.

Wybierz wzór zgodny z pytaniem. Objętość opisuje wnętrze walca i wymaga pola podstawy razy wysokość. Pole całkowite opisuje jego powierzchnię: dwie kołowe podstawy oraz prostokąt powstający po rozwinięciu boku. Zapisz te trzy części osobno, zanim je dodasz.

  1. Oblicz objętość.\(V=\pi\cdot3^2\cdot5=45\pi\)
  2. Oblicz pola podstaw.\(2\pi r^2=18\pi\)
  3. Dodaj pole boczne.\(P_c=18\pi+2\pi\cdot3\cdot5=48\pi\)

Typowy błąd

We wzorze na objętość promień jest podniesiony do kwadratu.

\(V=\pi rH\)Podstawa jest kołem o polu \(\pi r^2\).
\(V=\pi r^2H\)

Dodatkowy przykład i kontrola

Przekrój osiowy, czyli cięcie płaszczyzną zawierającą oś walca, jest prostokątem o bokach \(2r\) i \(H\). Dla \(r=3\), \(H=5\) jego pole wynosi \(6\cdot5=30\). To pole przekroju, nie powierzchni bocznej ani objętość.

Dla naczynia bez pokrywki materiał obejmuje jedną podstawę i bok: \(\pi r^2+2\pi rH\). Jeśli szukasz pojemności, użyj wymiarów wnętrza i wzoru na objętość. Pamiętaj, że \(1\text{ dm}^3=1\text{ l}\). Wynik z \(\pi\) można pozostawić dokładny, o ile zadanie nie żąda przybliżenia.

Najczęstsze pytania

Skąd bierze się pole boczne walca?
Rozwinięcie powierzchni bocznej jest prostokątem o bokach \(2\pi r\) i H, więc jego pole to \(2\pi rH\).
Jakie wymiary ma przekrój osiowy walca?
Jest prostokątem o szerokości \(2r\), czyli średnicy podstawy, i wysokości H.

Poćwicz

ABCD

Jaką długość ma szerokość prostokąta powstałego z rozwinięcia boku walca?

ABCD

Walec ma promień \(4\) i wysokość \(9\). Jakie jest jego pole całkowite?

ABCD

Uzupełnij zdanie: „Walec ma \(r=3\) i \(H=5\). Jego objętość wynosi …”.

ABCD

Walec ma promień \(r=3\) i wysokość \(H=5\). Ile wynosi jego pole powierzchni całkowitej?

ABCD

Które zdanie poprawnie naprawia błąd: „Pole powierzchni bocznej walca wynosi \(\pi r^2\).”?

ABCD

Przekrój osiowy walca jest kwadratem o boku \(10\). Jaka jest objętość walca?

Sprawdź, ile już umiesz

Przećwicz to zagadnienie na fiszkach albo przejdź do zestawu zadań z całego działu.

Ebook PDF 395 zadań maturalnych z matematyki podstawowej z rozwiązaniami krok po kroku w jednym pliku. Zobacz ebook (19,99 zł)