Elinde bir su bardağı ve bir kâğıt külah var. İkisinin ağzı aynı genişlikte, boyları da aynı. Külahı ağzına kadar suyla doldurup bardağa boşaltıyorsun. Bardak kaç külahta dolar: bir buçuk mu, iki mi, üç mü?
Sahnede külahı bardağa boşalt ve su seviyesini izle. Bu sayfanın sonunda yanıtı tek satırda yazacak, silindirin, koninin ve kürenin alanını ve hacmini hesaplayacaksın.
Isınma
Başlamadan: üç hızlı soru
Puansız. Takıldığın yer olursa ön koşul konuya göz at.
Bu konudaki her formül dairenin alanına, çevresine ya da bir dik üçgene dayanır. Eksiğin varsa önce Çemberde Teğet ve Daire sayfasına bak.
Kendini dene
Puan yok, deneme sınırsız
Açıklama
Dairenin alanı , çevresi olur.
Kendini dene
Puan yok, deneme sınırsız
Açıklama
Dilim, dairenin ‘üdür. Yay uzunluğu çevrenin üçte biridir: .
Kendini dene
Puan yok, deneme sınırsız
Açıklama
ve .
Temel
Silindir ve koni: tanı, aç, doldur
Bu sayfada üç cisim var. Üçünün de ortak yanı, yüzeylerinde daire ya da çember bulunması; bu yüzden bütün formüllerde görürsün.
Dik dairesel silindir
Üst üste dizilmiş bir deste madenî para düşün: aynı daire, dümdüz yukarı doğru tekrar ediyor. Konserve kutusu, pil, su borusu hep bu biçimdedir.
Sahnede tabandaki daire yukarı kayıyor ve geçtiği yeri dolduruyor. Yarıçap ve yükseklik sürgülerini oynat: alttaki ve üstteki daire hep aynı kalır, cismin ekseni tabana hep diktir.
Silindirin alanı: etiketi sök, masaya ser
Bir konserve kutusunun kâğıt etiketini düşey bir çizgi boyunca kesip açarsan elinde bir dikdörtgen kalır. Yanal yüzün alanı bu dikdörtgenin alanıdır.
Açma sürgüsünü çek: yanal yüz düzleşip dikdörtgene dönüşüyor. Dikdörtgenin bir kenarı silindirin yüksekliği, diğer kenarı tabanı bir tur dolanan uzunluk, yani taban çevresidir.
Örnek
kolay
Silindirin yanal ve yüzey alanı
Taban yarıçapı birim, yüksekliği birim olan dik dairesel silindirin yanal alanını ve yüzey alanını bul.
Yanal yüz açılınca bir kenarı taban çevresi, diğer kenarı yükseklik olan dikdörtgen olur. Taban çevresi birimdir.
Yanal alan: birimkare.
Bir tabanın alanı birimkaredir. Silindirde iki taban olduğu için eklenir.
Sonuç
Yanal alan birimkare, yüzey alanı birimkaredir.
Kendini dene
Puan yok, deneme sınırsız
Açıklama
Etiket yanal yüzdür: cm².
Silindirin hacmi
Silindir, tabanı daire olan bir prizma gibi davranır: taban alanı kadar yer kaplayan bir kat, yükseklik boyunca üst üste biner. Prizma sayfasındaki “taban alanı çarpı yükseklik” kuralı burada da geçerlidir.
Örnek
kolay
Çapı verilen bardak
Silindir biçimli bir bardağın iç çapı cm, iç yüksekliği cm’dir. Bardak ağzına kadar dolduğunda kaç cm³ su alır?
Formülde çap değil yarıçap vardır. Çap cm olduğuna göre cm’dir.
Taban alanı: cm².
Hacim, taban alanı çarpı yüksekliktir: .
Sonuç
Bardak cm³ su alır.
Kendini dene
Puan yok, deneme sınırsız
Açıklama
.
Dik dairesel koni
Külah, huni, parti şapkası: tabanı daire, yan yüzü tek bir noktada toplanan cisimler.
Sahnede bir dik üçgen, dik kenarlarından biri çevresinde dönüyor. Dönen dik kenar tabanı, sabit duran dik kenar yüksekliği, hipotenüs ise koninin yan yüzünü çiziyor. Sürgülerle ve değerlerini değiştir; hipotenüsün uzunluğu canlı güncellenir.
Örnek
kolay
Ana doğruyu bul
Taban yarıçapı birim, yüksekliği birim olan dik dairesel koninin ana doğrusu kaç birimdir?
Yükseklik taban merkezine dik indiği için yarıçap ile yükseklik dik kenar, ana doğru hipotenüstür.
.
Sonuç
birim.
Koninin hacmi: bardak kaç külahta dolar?
Baştaki soruya dönelim. Sahnede koni, aynı tabanlı ve aynı yükseklikteki silindire boşaltılıyor. “Boşalt” düğmesine her bastığında su seviyesi yüksekliğin üçte biri kadar yükselir; silindir tam üç konide dolar. Yarıçapı ve yüksekliği değiştir, sayı hiç değişmez.
Aynı tabanlı ve aynı yükseklikteki piramit, prizmanın üçte biri kadar yer kaplıyordu. Koni ile silindir arasındaki ilişki de aynıdır.
Örnek
kolay
Koninin hacmi
Taban yarıçapı birim, ana doğrusu birim olan dik dairesel koninin hacmi kaç birimküptür?
Hacim için yükseklik gerekir, verilen ise ana doğrudur. Önce dik üçgenden yüksekliği bul: birim.
Taban alanı birimkaredir.
.
Sonuç
Hacim birimküptür.
Kendini dene
Puan yok, deneme sınırsız
Açıklama
Koni, aynı tabanlı ve aynı yükseklikteki silindirin üçte biridir: .
Temel bölümü tamamlandı.
Orta
Koninin yanal alanı ve küre
Külahı aç: bir daire dilimi
Kâğıt külahı ana doğrusu boyunca kesip açarsan düz bir daire dilimi elde edersin. Koninin yanal alanı bu dilimin alanıdır.
Açma sürgüsünü çek: koninin yan yüzü düzleşip daire dilimine dönüşüyor. İki şeyi izle. Dilimin yarıçapı koninin ana doğrusudur. Dilimin yayı ise taban çemberinin ta kendisidir; uzunluğu olarak kalır.
Yarıçapı olan tam dairenin çevresi , alanı olur. Dilimin yayı olduğuna göre dilim, tam dairenin kadarıdır. Alan da merkez açı da bu oranla bulunur.
Örnek
orta
Koninin alanı ve açınım açısı
Taban yarıçapı birim, yüksekliği birim olan dik dairesel koninin yanal alanını, yüzey alanını ve açınımındaki daire diliminin merkez açısını bul.
Alan formülünde ana doğru var, soruda ise yükseklik verilmiş. Önce gerekir: birim.
Yanal alan: birimkare.
Koninin tek tabanı vardır: . Yüzey alanı birimkare.
Merkez açı: .
Sonuç
Yanal alan birimkare, yüzey alanı birimkare, merkez açı .
Kendini dene
Puan yok, deneme sınırsız
Açıklama
birimkare.
Örnek
orta
Kartondan külah
Yarıçapı cm, merkez açısı olan daire dilimi biçimindeki bir karton, iki düz kenarı çakışacak biçimde kıvrılıp yapıştırılarak külah yapılıyor. Külahın hacmi kaç cm³ olur?
Kıvrılınca dilimin yarıçapı külahın ana doğrusu olur: cm. Dilimin yayı ise külahın taban çemberine dönüşür.
Yay uzunluğu: cm. Taban çevresi buna eşittir: cm.
Yükseklik dik üçgenden gelir: cm.
.
Sonuç
Külahın hacmi cm³ olur.
Küre
Futbol topu, bilye, portakal: merkezden her yöne aynı uzaklıkta biten cisim.
Sahnede küreyi yatay bir düzlem kesiyor. Düzlemi sürgüyle yukarı aşağı kaydır: kesit her zaman bir dairedir. Düzlem merkezden geçerken daire en büyüktür ve yarıçapı kürenin yarıçapına eşittir; uzaklaştıkça daire küçülür, tepede bir noktaya iner.
Kürenin merkezi , kesit dairesinin merkezi , kesit çemberi üzerindeki bir nokta olsun. kesit düzlemine diktir, ise kürenin yarıçapıdır. Yani kesit soruları da bir dik üçgene iner.
Örnek
orta
Kürenin kesiti
Yarıçapı birim olan bir küre, merkezine birim uzaklıktaki bir düzlemle kesiliyor. Oluşan kesit dairesinin alanı kaç birimkaredir?
Merkezden düzleme inen dikme birim, kürenin yarıçapı birimdir. Kesitin yarıçapı bu dik üçgenin öbür dik kenarıdır.
Kesit yarıçapı: birim.
Sonuç
Kesit dairesinin alanı birimkaredir.
Kürenin hacmi ve alanı
Sahnede iki cisim yan yana: yarıçapı olan yarım küre ve yarıçapı ile yüksekliği olan, içinden tepe noktası aşağıda bir koni çıkarılmış silindir. Yükseklik sürgüsünü oynat. Her yükseklikte soldaki daire ile sağdaki halkanın alanı aynı sayıyı gösterir. Her kattaki alan eşitse iki cismin hacmi de eşittir.
Neden eşit? Yarım kürede yüksekliğindeki kesitin yarıçapı , alanı olur. Sağda dış yarıçap , iç yarıçap (koninin o yükseklikteki yarıçapı) ‘dir; halkanın alanı olur. İkisi aynı ifadedir.
O hâlde yarım kürenin hacmi, silindirin hacminden koninin hacmi çıkarılarak bulunur: . Küre bunun iki katıdır.
Örnek
orta
Aynı sayı, farklı büyüklük
Yarıçapı birim olan kürenin hacmini ve yüzey alanını bul.
Hacim için yarıçapın küpü gerekir: . birimküp.
Alan için yarıçapın karesi gerekir: . birimkare.
İki sonucun sayısı aynı çıktı, çünkü iken olur. Bu yalnızca için geçerli bir rastlantıdır; biri birimküp, diğeri birimkaredir.
Sonuç
Hacim birimküp, yüzey alanı birimkaredir.
Kendini dene
Puan yok, deneme sınırsız
Açıklama
birimküp.
Yarım küre
Küre, merkezinden geçen bir düzlemle iki eş yarım küreye ayrılır. Yarım kürenin hacmi , eğri yüzeyinin alanı olur. Kesilen yerde ayrıca yarıçapı olan bir daire açılır.
Kendini dene
Puan yok, deneme sınırsız
Açıklama
Eğri yüzey , düz yüz ; toplam birimkare.
Orta bölümü tamamlandı.
İleri
Birleşik cisimler, su ve oranlar
Birleşik cisimler
Sınav soruları çoğu zaman tek bir cisim vermez: silindirin üstüne koni, yarım kürenin yanına yarım silindir koyar. Hacimde iş kolaydır, parçaların hacimleri toplanır. Alanda ise dışarıdan görünen yüzleri tek tek sayman gerekir; iki parçanın birbirine yapıştığı yüz dışarıda kalmaz.
Örnek
zor
Tahıl silosu
Bir tahıl silosu, taban yarıçapı m ve yüksekliği m olan silindir biçimli gövde ile bunun üstüne tam oturan, yüksekliği m olan koni biçimli çatıdan oluşuyor. Silonun hacmini ve boyanacak dış yüzeyinin (yan yüz ve çatı) alanını bul.
Hacim için parçaları topla. Gövde: m³. Çatı: m³. Toplam m³.
Alan için hangi yüzlerin dışarıda kaldığını say. Silindirin yan yüzü ve koninin yan yüzü dışarıdadır. Silindirin üst dairesi ile koninin tabanı birbirine yapışıktır, alt daire zemindedir; hiçbiri boyanmaz.
Silindirin yanal alanı: m².
Koninin yanal alanı için ana doğru gerekir: m. Yanal alan m².
Sonuç
Hacim m³, boyanacak alan m² olur.
Su yükselir, su taşar
Suya tamamen batan bir cisim, kendi hacmi kadar suyun yerini alır. Kap doluysa o kadar su taşar; dolu değilse su, o hacim kadar yükselir.
Sahnede silindir biçimli kapta su var. Bilye bırak düğmesine bas: bilye dibe iner, su yükselir. Yükselen suyun biçimine dikkat et: tabanı kabın tabanı olan ince bir silindirdir ve hacmi bilyenin hacmine eşittir. Kabın yarıçapını büyüt; aynı bilye suyu daha az yükseltir.
Örnek
zor
Kaba atılan bilyeler
Taban yarıçapı cm olan silindir biçimli bir kapta cm yüksekliğinde su vardır. Kaba, yarıçapı cm olan özdeş metal bilye bırakılıyor. Bilyelerin hepsi tamamen suya batıyor ve su taşmıyor. Son durumda su yüksekliği kaç cm olur?
Bir bilyenin hacmi: cm³. Dört bilye cm³ suyun yerini alır.
Yer değiştiren su yukarı çıkar ve tabanı kabın tabanı olan bir silindir oluşturur. Kabın taban alanı cm².
Yükselme: cm. Burada sadeleşti; bu tür sorularda yerine sayı yazmana gerek kalmaz.
Sonuç
Su yüksekliği cm olur.
Benzerlik: yarı yükseklik, yarı hacim değildir
Bir koniyi tabanına paralel bir düzlemle kesersen üstte kalan küçük koni, büyük koniye benzerdir. Yükseklikler hangi oranda küçüldüyse yarıçaplar da o oranda küçülür.
Örnek
zor
Yarısına kadar dolu külah bardak
Tepe noktası aşağıda duran koni biçimli bir bardağın ağız yarıçapı cm, yüksekliği cm’dir. Bardağa yüksekliğin tam yarısına kadar su konuluyor. Bardağın ağzına kadar dolması için kaç cm³ su daha gerekir?
Bardağın tamamı: cm³.
Su da bir koni oluşturur ve bardağa benzerdir. Su yüksekliği cm, yani bardağın yarısıdır; su yüzeyinin yarıçapı da yarıya iner: cm.
Suyun hacmi: cm³. Bu, bardağın yalnızca ‘idir.
Sonuç
Gereken su cm³ olur. Yarı yüksekliğe kadar dolu külah, aslında sekizde bir doludur.
Bunun nedeni geneldir: bir cismin bütün uzunlukları katına çıkarsa alanları , hacmi katına çıkar. Yukarıda ve .
Kendini dene
Puan yok, deneme sınırsız
Açıklama
. Hacim katına, yüzey alanı katına çıkar.
İç içe cisimler
Bir cisim diğerinin içine “tam oturuyorsa” ölçüleri birbirine bağlıdır. Yandan bakışı çiz: küre daireye, silindir dikdörtgene, koni üçgene dönüşür ve bağ kendini gösterir.
Örnek
zor
Tenis topu kutusu
Silindir biçimli bir kutuya üç özdeş tenis topu üst üste, hiç boşluk payı kalmadan sığıyor: toplar kutunun yan yüzüne, tabanına ve kapağına değiyor. Kutunun içinde boş kalan kısmın hacmi, kutunun hacminin kaçta kaçıdır?
Topların yarıçapı olsun. Top yan yüze değdiği için kutunun taban yarıçapı da ‘dir. Üç top üst üste çap eder: kutunun yüksekliği .
Kutunun hacmi: .
Üç topun hacmi: .
Boş kısım: . Oran: . Yarıçap sadeleşti; sayısal değer verilmemesinin nedeni bu.
Sonuç
Kutunun ‘ü boştur. Kendisine tam oturan silindirin içindeki küre, o silindirin her zaman ‘ünü doldurur.
İleri bölümü tamamlandı.
Özet
Özet
- Silindir: yanal alan , yüzey alanı , hacim . Yanal yüz açılınca boyutlu dikdörtgen olur.
- Koni: . Hacim , yanal alan , yüzey alanı .
- Koninin açınımı yarıçapı , yay uzunluğu olan daire dilimidir; merkez açısı için .
- Küre: hacim , yüzey alanı . Merkezden uzaklıktaki kesitin yarıçapı .
- Yarım küre: hacim , eğri yüzey ; düz yüz de sayılıyorsa .
- Aynı tabanlı ve aynı yükseklikteki koni, silindirin üçte biridir.
- Birleşik cisimde hacimler toplanır; alanda yalnızca dışarıda kalan yüzler sayılır.
- Batan cisim kendi hacmi kadar suyun yerini alır. Yükselme cismin hacmi kabın taban alanı.
- Uzunluklar katına çıkarsa alan , hacim katına çıkar.