Как рассчитать объем емкости различной формы

Плоские геометрические фигуры

Круг — это геометрическое место точек на плоскости, расстояние от которых до его центра, не превышает заданного числа, называемого радиусом этого круга. Основной математической характеристикой круга является радиус.

2. Квадрат

Квадрат — это четырёхугольник, у которого все углы и все стороны равны. Основной математической характеристикой квадрата является длина его стороны.

3. Прямоугольник

Прямоугольник — это четырехугольник, у которого все углы равны 90 градусам (прямые). Основными математичскими характеристиками прямоугольника являются длины его сторон.

4. Треугольник

Треугольник — это геометрическая фигура, образованная тремя отрезками, которые соединяют три точки (вершины треугольника), не лежащие на одной прямой. Основными математическими характеристиками треугольника являются длины сторон и высота.

5. Трапеция

Трапеция — это четырёхугольник, у которого две стороны параллельны, а две другие стороны не параллельны. Основными математическими характеристиками трапеции являются длины сторон и высота.

6. Параллелограмм

Параллелограмм — это четырёхугольник, у которого противоположные стороны параллельны. Основными математическими характеристиками параллелограмма являются длины его сторон и высота.

Ромб — это четырехугольник, у которого все стороны, а углы его вершин не равны 90 градусам. Основными математическими характеристиками ромба являются длина его стороны и высота.

8. Эллипс

Эллипс — это замкнутая кривая на плоскости, которая может быть представлена как ортогональная проекция сечения окружности цилиндра на плоскость. Основными математическими характеристиками окружности являются длина его полуосей.

Объем пирамиды

Для начала рассмотрим треугольную пирамиду. Вершину пирамиды примем за начало координат точку О, а ось Ох проведем перпендикулярно основанию, причем ось будет направлена от вершины пирамиды к основанию.

Пусть ось Ох пересечет основание АВС в точке М. Тогда ОМ – это высота, чью длину мы обозначим как h.

Далее построим сечение А₁В₁С₁, параллельное АВС. Это сечение пересечется с ОМ в точке ОМ₁. Тогда ОМ₁ – это координата х, характеризующая расположение сечения А₁В₁С₁.

Осталось составить выражение для площади ∆А₁В₁С₁. Так как АВ||A₁B₁, то ∠АВО и ∠А₁В₁О одинаковы как соответственные углы. Тогда у ∆АВО и ∆А₁В₁О есть два равных угла (ведь ∠АОВ у них общий), а потому эти треугольники подобны по первому признаку подобия. Это означает, что

Надо как-то найти значение коэффициента k, который, очевидно, как-то зависит от переменной х. Рассмотрим теперь ∆ОМВ и ∆ОМ₁В₁. Они прямоугольные, ведь ОМ перпендикулярен плоскостям этих треугольников. Также у них есть общий угол ∠ОВМ. Значит, они подобны, и поэтому

Итак, если пирамида имеет высоту h и площадь основания S, то объем пирамиды равен:

Выведенная нами формула справедлива для треугольной пирамиды. Однако если в основании пирамиды лежит произвольный многоугольник, то, разбив этот многоугольник на треугольники, мы разобьем и пирамиду на несколько треугольных пирамид. У них будет общая высота h и площади оснований S₁, S₂, S₃…, которые в сумме составляют площадь многоугольника S.

Объем треугольных пирамид рассчитывается по выведенной нами формуле:

Задание. В основании пирамиды высотой 15 лежит квадрат со стороной 4. Вычислите ее объем.

Решение. Сначала находим площадь основания. Для этого надо сторону квадрата умножить саму на себя:

Задание. В кубе АВСDA₁В₁С₁D₁ отмечены точки Е и F – середины ребер ВС и CD соответственно. Во сколько раз объем пирамиды С₁EFC меньше объема куба?

Решение. Обозначим длину ребра куба буквой а. Тогда его объем рассчитывается так:

Задание. Отрезок MN перпендикулярен плоскости пятиугольника АВСDE. Точка K, принадлежащая этой плоскости, делит отрезок MN в отношении 2:1. Во сколько раз объем пирамиды MABCDE больше объема пирамиды NABCDE?

Решение. Запишем формулы для объемов этих пирамид. При этом учтем, что MK – высота для MABCDE, а NK – это высота для NABCDE.

Далее рассмотрим такую фигуру, как усеченная пирамида. Ясно, что ее объем можно вычислить, если из объема исходной пирамиды вычесть объем отсеченной верхушки.

Снова рассмотрим пирамиду ОАВС, через которую проведено сечение А₁В₁С₁, параллельное основанию.

Обозначим площадь нижнего основания пирамиды как S₂, а площадь верхнего основания – как S₁. Далее высоту усеченной пирамиды (отрезок ММ₁) обозначим как h. Мы уже выяснили ранее, что основания АВС и А₁В₁С₁ – это подобные треугольники, причем коэффициент их подобия k равен отношению высот ОМ и ОМ₁. Тогда можно записать:

Далее используем основное свойство пропорции:

Далее числитель дроби мы раскладываем на множители, используя формулу разности кубов:

Задание. Основаниями усеченной пирамиды являются квадраты со сторонами 9 см и 5 см, а высота пирамиды составляет 6 см. Найдите ее объем.

Сначала вычислим площади оснований:

Справка по объему. Единицы измерения. Конвектор величин объема. Калькуляторы объема.

Объём количественная характеристика, занимаемого телом или веществом.

Содержание страницы:

Общие сведения.

Объём тела или вместимость сосуда определяется его формой и линейными размерам. Под вместимость часто понимают объем.

Общий метод вычисления объема геометрических фигур получен с помощью интегрального исчисления.

В формулах для обозначения объёма используется заглавная латинская буква V, являющаяся сокращением от лат. volume — «объём», «наполнение».

Определение объема (вместимости) на практике решают несколькими способами:

математически — разбиением тела на отдельные части простой формы и суммированием объёмов этих частей;
расчетом по известной массе и плотности тела (физическая формула) — V=m/ρ, где m — масса тела; ρ — плотность тела;
возможен расчет объема газа по уравнениям идеального или реального газа по известным параметрам (давление, молярная масса, температура и т.д.);
измерениями: объема тела через объем вытесненной жидкости — погрузив тело в жидкость. Объём вытесненной жидкости будет равен объёму измеряемого тела;
внутреннего объема тела путем заполнения его жидкостью и последующим измерением объема этой жидкости;
разницы массы между сосудом пустым и заполненным водой. С последующим вычислением объема через плотность и массу.

Перевод единиц измерения объема онлайн:

Единицы измерения объема.

кубический миллиметр— обозначение на сайтемм3;
кубическийсантиметр — обозначение на сайте см3;
кубическиймиллилитр — обозначение на сайте мл;
кубическийлитр — обозначение на сайте л. Внесистемная единица измерения объема. Допускаются к применению в России без ограничения срока наравне с единицами СИ с областью применения «все области». Данная единица измерения широко применяется при инженерных расчетах, в современной справочной литературе, в обозначение параметров оборудования, технических устройств, при разработке проектной и рабочей документации;
кубический дицеметр— обозначение на сайтедм3;
кубический метр — единица измерения объема в СИ. Обозначение в России: м3m3. Данная единица измерения широко применяется при инженерных расчетах, в современной справочной литературе, в обозначение параметров оборудования, технических устройств, при разработке проектной и рабочей документации.

Перевод единиц измерения объема (в табличном виде).

Переводимые единицы измерения объема	Перевод объема в единицы измерения:
мм3	см3	мл	л	дм3	м3
мм3	1	10-3	10-3	10-6	10-6	10—9
см3	103	1	1	10-3	10-3	10-6
мл	103	1	1	10-3	10-3	10-6
л	106	103	103	1	1	10-3
дм3	106	103	103	1	1	10-3
м3	109	106	106	103	103	1

Порядок единиц измерения	Единицы измерения
мм3	см3	м3	мл
10	—	—	—	—
100	—	—	—	—
1 000	см3	—	—	л
10 000	—	—	—	—
1 000 000	—	м3	—	—

Первый способ измерения объема жидкости: вычисление высоты

Рисунок 1 — Цилиндрическая емкость с коническим дномПервый способ подразумевает возможность выражения зависимости высота – объем известной формулой. Он актуален для емкостей, имеющих несложную форму и построенных из таких стандартных геометрических фигур, как, например, полусфера, конус и цилиндр. Например, для широко распространенных емкостей в форме цилиндра с коническим дном (Рисунок 2), вычисление будет производиться следующим образом: до тех пор, пока жидкость не достигла края конуса зависимость ее объема от высоты такова:

V = 1 3 × π × Hж × ( ( R 2 + K × H ) 2 + ( R 2 + K × H ) × R 2 + R 2 2 ) V= {1} over {3} times %pi times Hж times ( ( R_{2} + K times H )^{2} + ( R_{2} + K times H ) times R _{2} + R_{2} ^{2})

Где V – объем, Нж – высота столба жидкости, K – конусность

K = R 1 − R 2 H 1 K= { R_{1} — R_{2} } over {H_{1}}

как только высота жидкости достигает края конуса и начинает заполнять цилиндр достаточно взять заранее вычисленный полный объем конической части:

Vk = 1 3 × π × H 1 × ( R 1 2 + R 1 × R 2 + R 2 2 ) Vk= {1} over {3} times %pi times H_{1} times ( R^{2}_{1} + R_{1} times R_{2} + R^{2}_{2} )

и прибавлять к нему объем жидкости, находящейся в цилиндрической части:

Vц = π × R 1 2 × ( Нж − H 1 ) Vц= %pi times R_{1}^{2} times ( Нж — H_{1} )

С учетом степени развития микроконтроллеров, подобный алгоритм возможно реализовать непосредственно в датчике. Не нужно никакое внешнее устройство – датчик сам вычислит объем жидкости, если ввести ее плотность и геометрию емкости.Этот способ, однако, имеет определенные недостатки и ограничения. Они будут рассмотрены далее.

Как найти объем бочки по диаметру?

Для того, чтобы найти объем бочки по диаметру необходимо преобразовать стандартную формулу, по которой обычно находят объем цилиндра через радиус и высоту:

V = Пи * r² * h

Зная, что диаметр равен двум радиусам, получаем следующую формулу, которую можно применить для нахождения объема бочки в м3, по диаметру и высоте:

V = Пи * d²/4 * h

Все расчеты необходимо проводить в единой мере измерения длины, в нашем случае — это метры.

Для примера, необходимо найти объем цилиндрической бочки зная диаметр и высоту:

D = 84 см — диаметр бочки;
h = 56 см — высота бочки.

Подставляем данные в формулу, предварительно переведя см в метры:

V бочки в м3 = 3,14159 * (0,84 м)² / 4 * 0,56 м = 0,3103 м3

Если округлить, то получается, что объем цилиндрической бочки с размерами D = 84 см, h = 56 см = 0,31 м3

Способы перевода кубометров в другие кубические единицы

Рассчитывая объемности, необходимо придерживаться одинаковых единиц замеров. Если данные представлены другими единицами, а конечный результат должен быть получен в кубах, то достаточно будет правильно сделать преобразование.

Если V измерен в мм3, см3, дм3, л, то в м3 переводим соответственно:

1 м3 = 1 мм3 х х 0, 000000001 = 1 мм3 х 10-9;
1 м3 = 1 см3 х 0, 000001 = 1 см3 х 10-6;
1 м3 = 1 дм3 х 0,001 = 1 дм3 х 10-3. Такой же перевод применяют и для литров, поскольку в 1 л содержится 1 дм3.

Чтобы найти кубы вещества, зная его массу, нужно по таблице отыскать его плотность или определить вручную. Разделив заданную массу М (кг) на показатель плотности Р (кг/ м3), получим V материала (м3).

Знания для определения объемов необходимы и специалистам, и обычным людям в повседневной жизни.

Как рассчитать кубатуру материалов?

Чтобы узнать величину объема обрезной доски, следует сделать замеры трех ее величин: длины, ширины и толщины или высоты. Полученные значения перемножаем и получаем кубатуру одной доски. Затем этот объем умножаем на количество досок, находящихся в пачке.

Рассчитать кубатуру необрезной доски следует по-другому. Необрезанные доски чаще всего встречаются с толщиной 25 — 50 мм. Определить ее параметры сложно, поскольку она не совсем ровная.

Существует 3 способа подсчета кубатуры:

пакетно;
поштучно;
выборкой.

Выбрав 1 способ подсчета, нужно соблюсти такие условия:

передние торцы досок в пакете должны быть выровнены;
величина ширины пакета не должна по всей длине отклоняться от заданной;
недопустима укладка досок нахлестом;
недопустимо смещение досок внутрь пакета или наружу на величину, большую 100 мм.

Со стороны выровненных торцов замеряют высоту пакета h₁. Находим фактическую высоту h. Она будет равна h₁ — ab, где а — количество прокладок между досками, b — толщина одной прокладки.

Ширину пакета меряют по средней линии, разделяющей высоту пополам. Допустимая погрешность замеров — это ±10 мм.

Способ 2 говорит сам за себя. Производится замер каждой доски, подсчитываются все объемы и далее складываются.

Способ 3 применяют для крупных партий древесины. Ее кубатуру вычисляют по усредненным показателям, принятым для всей партии.

Точность расчета кубатуры необрезных пиломатериалов зависит от вида дерева, его типа и степени обработки. Часто бывает, что среди этих досок попадаются и обрезные.

Облегчить задачу подсчета объемов помогут специально разработанные таблицы — так называемые кубатурники.

Перевести кубы в литры и обратно

Литр (обозначение — л; L или l) — внесистемная метрическая единица измерения объёма и вместимости, равная 1 кубическому дециметру.

— Название литр идет французской единицы «литрон». Она использовалась для измерения сыпучих веществ. Его величина была меньше, чем современный литр и составляла около 830 грамм. Название «литрон» берет свое начало от монеты того времени – ЛИТРА, которая имела соответствующий вес – около 830 грамм.

— В 1901 году принято определение литра: объем, занимающий 1 кг воды, при температуре воды +3,98 градусов по Цельсию и 1 единице атмосферного давления.

— Литр не считается единицей СИ. Единица объема СИ – кубический метр.

Инструкция для калькулятора количества и объема жидкости в цистерне

Размеры вводите в миллиметрах:

D – диаметр емкости можно замерить рулеткой. Необходимо помнить что диаметр – это отрезок наибольшей длины, соединяющий две точки на окружности и проходящий через ее центр.

H – уровень жидкости замеряют, используя метршток, но если такого инструмента нет под рукой, воспользуйтесь обычным стержнем из проволоки или деревянной планкой подходящей длины. Соблюдая меры безопасности, опустите строго вертикально стержень в цистерну до дна, отметьте на нем уровень, достаньте и измерьте рулеткой. Также определить H можно, измерив, расстояние от верха цистерны до поверхности жидкости и отняв этот показатель от значения диаметра.

L – длина емкости.

Если необходим чертеж в бумажном виде, целесообразно отметить пункт «Черно-белый чертеж». Вы получите контрастное изображение и сможете его распечатать, не расходуя зря цветную краску или тонер.

Нажмите «Рассчитать» и получите следующие данные:

Объём емкости – этот параметр характеризует полный объём цистерны, т.е. какое максимальное количество жидкости в кубических метрах или литрах может в нее поместиться.

Количество жидкости – сколько вещества находится в цистерне на данный момент.

Свободный объём позволяет оценить, сколько жидкости еще можно залить в емкость.

В результате, Вы получаете расчет не только объема цистерны, но и объема жидкости в неполной цистерне.

Изделия из металла следует периодически красить, тогда срок их службы значительно возрастет. Зная площадь передней поверхности, площадь боковой поверхности и общую площадь емкости легко оценить необходимое количество лакокрасочных материалов для обработки всей емкости или ее отдельных частей.

Шаровой сегмент

Когда плоскость проходит через шар, она рассекает его на две фигуры, которые именуются шаровым сегментом. Если из центра шара О провести радиус ОА длиной R в направлении плоскости сечения, который перпендикулярен этой плоскости, то он пересечет ее какой-то точке В. Длину отрезка АВ называют высотой шарового сегмента и обозначают буквой h:

Ясно, что при этом отрезок ОВ – это расстояние от секущей плоскости (или от основания сегмента) до центра шара, причем этот отрезок имеет длину R –h.

Можно считать, что шаровой сегмент, как и шар, получается при вращении дуги окружности вокруг оси Ох. Однако если сам шар при этом ограничен плоскостями x = R и х = – R, то сегмент ограничен другими плоскостями: х = R и х = R – h. Это значит, что его объем можно вычислить с помощью интеграла также, как и объем шара, отличаться будет лишь нижний предел интегрирования:

Заметим, что шар можно рассматривать как шаровой сегмент, чья высота вдвое больше его радиуса. И действительно, если в выведенную формулу мы подставим значение h = 2R, то получим уже известную нам формулу объема шара.

Задание. Найдите объем шарового сегмента высотой 6, если он отсечен от шара радиусом 15.

Решение. Используем выведенную формулу:

Задание. Диаметр шара разделили на три равных отрезка. Через концы этих отрезков провели секущие плоскости, перпендикулярные диаметру. Чему равен объем тела, заключенного между этими двумя плоскостями (оно называется шаровым слоем), если радиус шара обозначен буквой R?

Решение. Ясно, что для вычисления объема шарового слоя достаточно вычесть из объема шара объемы двух шаровых сегментов, образующихся при проведении секущих плоскостей. Так как они разделили диаметр на три одинаковых отрезка, то высота этих сегментов будет в три раза меньше диаметра шара:

Как рассчитать объём цилиндра — онлайн калькулятор расчёта объёма воды в трубе, бочке, круглом бассейне …

Для конвертации единиц объёма вы можете воспользоваться нашим ОНЛАЙН КОНВЕРТЕРОМ ЕДИНИЦ ОБЪЁМА →

Формулы расчёта объёма цилиндра:

Объём воды в цилиндре и других ёмкостях, имеющих цилиндрическую форму, рассчитывается таким образом.

Вначале рассчитываем площадь основания (площадь внутреннего сечения) по формуле — S = π * R2Где, R — радиус трубы, π — число ПИ равное 3,1415926535 .

Затем вычисляем объём — V = S * L Где, L — длина (высота) цилиндра (трубы, бочки, бассейна).

Внимание! При расчёте объёма жидкости в ёмкости необходимо учитывать заполненность ёмкости и привязывать величины непосредственно к самой жидкости. Источники

Источники

https://OrenInstrument.ru/kotel/kak-rasschitat-obem-v-litrah.html
https://sila-vody.ru/polezno-znat/perevesti-litry-v-kubicheskie-metry.html
https://banya10.ru/kotly/kak-najti-obem-zhidkosti.html
https://StroySoveti.ru/kanalizaciya/kak-rasschitat-obem-emkosti-razlichnoy-formyi.html
https://vodamama.com/kak-rasschitat-obem.html

Понятие объема

У людей давно возникла необходимость подсчитывать или отмерять необходимое количество разных веществ.

При измерении жидких и сыпучих материалов это было сделать легко, поместив их в сосуд известного объема. Для определения вместимости любых пространственных форм в стереометрии было введено понятие объема. Величина, описывающая размер части пространства, которую занимает геометрическое тело, называется его объемом и обозначается латинской буквой V. Для величины объема верны две аксиомы:

Полный объем любого многогранника равен сумме объемов всех его простых частей. Это свойство используется при вычислении объемов составных пространственных фигур.
У равных тел и объемы равные, что доказывается принципом наложения, и при параллельном переносе их объем не изменяется.

Чтобы понять, какая из емкостей более вместительная, можно заполнить одну жидкостью, а потом перелить в другую и увидеть, сколько жидкости останется или не хватит. Но это очень неудобно, и при решении геометрических задач пользуются понятием единицы измерения объема. Она равна объему куба, длина ребра которого — это единица длины.

Исторически известны разные меры емкостей — бушель, галлон, ведро, бочка и т. п. , объем нефти и сейчас измеряется в баррелях. В СИ за единицу объема принят 1 кубический метр, равный количеству вещества, вмещаемого кубом с длиной грани 1 м. В стереометрии обычно используются кубические сантиметры.

Определение геометрических тел

Один из разделов геометрии — стереометрия — изучает самые разнообразные пространственные фигуры и их свойства. В общем случае геометрическое тело — это часть пространства, имеющая наружные границы в виде замкнутой поверхности. Сугубо геометрическое определение описывает любую пространственную форму как компактную совокупность множества точек, каждые две из которых можно соединить отрезком и он будет полностью находиться внутри заданного ограниченного контура.

Совокупность всех точек, которые находятся на границе тела, составляет его поверхность. Кроме того, можно сказать, что любое геометрическое тело образовано множеством внутренних точек. В

иды пространственных фигур:

многогранники;
тела вращения.

Конечное число плоских многоугольников, ограничивающих пространственное тело, называется многогранником. При этом должны соблюдаться два свойства:

Любая сторона каждого из многоугольников одновременно является стороной другого многоугольника и только их двоих. Соприкасающиеся стороны называются смежными.
Все многоугольники связаны между собой — от каждого из них можно проложить путь до любого другого через смежные стороны.

В геометрии многоугольники, образующие сложный пространственный многогранник, называют гранями, отрезки, образованные местом соединения двух смежных граней — ребрами, а углы, образованные соединенными в одной точке гранями — вершинами.

Общий принцип названий таких геометрических тел заключается в указании количества их сторон.

Таким образом, если число граней обозначить n, то название образуется как n-гранник:

4 грани — четырехгранник;
5 граней — пятигранник;
6 граней — шестигранник;
8 граней — восьмигранник.

Если весь многогранник находится только с одной стороны каждой своей грани, то его называют выпуклым, в противном случае — вогнутым или невыпуклым. Звездчатые многогранники, состоящие из множества правильных пространственных фигур, относятся к невыпуклым.

Как вычислить объём цистерны выполненной в виде цилиндра

Подобные геометрические фигуры используются для хранения пищевых продуктов, транспортирования топлива и других целей. Многие не знают, как рассчитать объем воды, но основные нюансы такого процесса опишем дальше в нашей статье.

Высоту жидкости в цилиндрической ёмкости определяют по специальному устройству метрштоку. В данном случае емкость цистерны вычисляется по специальным таблицам. Изделия со специальными таблицами измерения объёма в жизни встречаются редко, поэтому подойдём к решению проблемы другим путём и опишем, как рассчитать объём цилиндра по специальной формуле – V=S*L, где

V- объём геометрического тела;
S – площадь сечения изделия в конкретных единицах измерения (м³);
L – длина цистерны.

Показатель L можно измерить при помощи всё той же рулетки, но площадь сечения цилиндра придётся считать. Показатель S вычисляют по формуле S=3,14*d*d/4, где d – диаметр окружности цилиндра.

А теперь ознакомимся с конкретным примером. Допустим, длина нашей цистерны имеет значение 5 метров, её диаметр 2,8 метра. Сначала вычислим площадь сечения геометрической фигуры S= 3,14*2,8*2,8/4=6,15м. А теперь можно приступать к вычислению объёма цистерны 6,15*5= 30,75 м³.

https://youtube.com/watch?v=ZmYg285gv2Q

https://youtube.com/watch?v=PtYFGdU6gaI

https://youtube.com/watch?v=Ai3DO-Ppr54