Aufgabenbeispiele von Prismen
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Volumen eines Prisma
Beispiel:
Berechne das Volumen 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
also hier:
A = ⋅ 6 cm ⋅ 8 cm = 24 cm²
Das wird dann mit der Höhe multipliziert: V = 24 cm² ⋅ 5 cm = 120 cm³
Volumen eines Prisma 2
Beispiel:
Ein Prisma hat die abgebildete Figur als Grundfläche und
die Höhe h = 50 mm. 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 = 72 |-()2
hc2 = 72 - ()2 = 72 - 4.52 = 49 - 20.25= 28.75
Daraus ergibt sich:
hc = ≈ 5.362
Und daraus ergibt sich wiederum für die Grundfläche G:
G = c ⋅ hc = ⋅ 9 ⋅ 5.362 ≈ 24.1
Um nun das gesuchte Volumen des Prismas zu berechnen, müssen wir nur noch die Grundfläche G mit der Höhe h=50 mm multiplizieren:
V = G ⋅ h ≈ 24.1 mm² ⋅ 50 mm ≈ 1206.4 mm³
Prismavolumen rückwärts
Beispiel:
Ein Prisma hat das Volumen V = 15588.5 m³, die Höhe h = 60 m und als Grundfläche das abgebildete regelmäßige Sechseck.
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 = ≈ ≈ 259.81
Die Grundfläche dieses regelmäßigen Sechseck besteht aus 6 kleinen gleichseitigen Dreiecken. Deswegen muss der Flächeninhalt eines dieser 6 kleinen gleichseitigen Dreiecke eben gerade A = G ≈ ≈ 43.3 sein
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 ADreieck:
ADreieck =
Hier können wir jetzt die bereits ermittelte Grundfläche ADreieck = 43.3 einsetzen:
43.3 ≈
100 ≈ x2
x ≈
Für x = 10 m ist somit die Grundfläche ADreieck ≈ 43.3 m² und das Volumen des Prismas V ≈ 15588.5 m³