Конус – геометрическое тело, образуемое вследствие вращения равнобедренного треугольника вокруг катета. Объём конуса – это пространство, которое занимает тело, или количество вещества, способное поместиться в нём. Зависит от его высоты и радиуса круга, лежащего в основании – нижней поверхности.
Теоретическая выкладка
Кроме вращения треугольника с прямым углом, конус образуется следующим методом. Над центром круга на определённом расстоянии, называемом высотой, располагается точка – вершина. Если её соединить со всеми точками, принадлежащими окружности, получается конус. Проведённые с вершины к окружности отрезки называются образующими, их сумма – боковая поверхность геометрической фигуры. Полная поверхность – сумма боковой и основания.Существуют следующие виды конусов:
- параболический, овальный, гиперболический – в основании лежат соответствующие геометрические фигуры;
- наклонный (косой) – вершина смещена относительно центра нижней плоскости;
- вращения – вследствие вращения прямоугольного треугольника вокруг одной из сторон, образующей угол 90°;
- усечённый конический – вершина обрезана плоскостью, проходящей параллельно нижней поверхности;
- равносторонний – высота и диаметр нижней плоскости равны.
Свойства:
- центр тяжести находится на точке, лежащей на ¼ высоты от низа, что приходится учитывать при проектировании архитектурных сооружений, разнообразных изделий;
- параллельная основанию плоскость пересекает тело по кругу, боковую поверхность – по окружности;
- отрезок, проходящий от вершины к центру нижней плоскости, перпендикулярен её поверхности.
Формула объёма конуса
Для определения занимаемого прямым геометрическим телом пространства необходимо знать пару его физических параметров. Среди них:- высота или длина оси;
- радиус, диаметр либо площадь круга (что-либо одно).
В общем случае формула объема конуса имеет вид:
Здесь:
- S – площадь нижней поверхности;
- h – высота.
В зависимости от известных данных, для решения задач придётся пользоваться теоремой Пифагора, формулой вычисления площади круга. Для определения объёма усечённого конуса, необходимо знать радиусы (диаметры или площади) оснований. Подробнее о процессе вычисления читайте в материале по ссылке.
Задача
Вычислить занимаемое конусом пространство, если длина оси его образования равна 8 см, а расстояние от центра до лежащей в основании окружности – 3 см.Воспользуемся классической формулой нахождения объема конуса:
Нам известна высота или длина оси, вокруг которой вращался прямоугольный треугольник, и радиус нижней поверхности. Площадь равна:
Sосн = πr2.
Подставляем выражение в формулу, получаем:
Определить площадь правильного конуса с образующей 12 см и высотой 9 см.
Высота, из условий задачи, равна 9 см. Гипотенуза l = 12 см. Найдём радиус нижней плоскости из формулы Пифагора:
Все данные известны, подставляем:
Как вы считаете, материал был полезен?