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 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 = ⋅ 10 cm ⋅ 6 cm = 30 cm²
Das wird dann mit der Höhe multipliziert: V = 30 cm² ⋅ 5 cm = 150 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 - 32 = 36 - 9= 27
Daraus ergibt sich:
hc = ≈ 5.196
Und daraus ergibt sich wiederum für die Grundfläche G:
G = c ⋅ hc = ⋅ 6 ⋅ 5.196 ≈ 15.6
Man hätte den Flächeninhalt des gleichseitigen Dreiecks auch mit dessen Flächenformel berechnen können:
G =
a2 =
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 ≈ 15.6 cm² ⋅ 70 cm ≈ 1091.2 cm³
Prismavolumen rückwärts
Beispiel:
Ein Prisma hat das Volumen V = 2025 cm³, die Höhe h = 100 cm und als Grundfläche das abgebildete rechtwinklige gleichschenklige 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 =
Jetzt müssen wir uns eine Formel für das rechtwinklige gleichschenklige Dreieck mit Basisseitenlänge x herleiten (oder in der Formelsammlung suchen ;-):
Nach dem Satz des Pythagoras gilt:
s2 + s2 = x2
also 2s2 = x2 oder eben s2
=
Für den Flächeninhalt des rechtwinklig und gleichschenkligen Dreiecks gilt wegen des rechten Winkels oben in C aber:
A =
mit s2 =
A =
Hier können wir jetzt die bereits ermittelte Grundfläche G = 20.25 einsetzen:
20.25 ≈
81 ≈ x2
x ≈
Für x = 9 cm ist somit die Grundfläche G ≈ 20.3 cm² und das Volumen des Prismas V ≈ 2025 cm³