Как вычислить объем круглой емкости

Формулы

Для того чтобы определить рассматриваемый показатель, достаточно использовать всего одну простейшую формулу. Она используется для определения вместимости V = L × W × H, где:

L – длина;
W – ширина;
H – высота.

Правильный расчет емкости цилиндрических объектов намного сложнее. Для этого применяется следующая формула вычисления объема V= (3,14) × R2 × L, где:

R – радиус;
L – высота;
3,14 – число Пи.

Кубовый метод измерения поможет для определения объема сфер. В данном случае V = ¾ × 3,14 × R3, где:

R – радиус;
3,14 – число Пи.

Приведенная выше информация определяет то, что для измерения вместительности шара требуется только радиус. Считаться он может путем замера диаметра, который делится пополам.

При необходимости можно провести расчет значения для конуса. Формула выглядит следующим образом V = 1/3 × R2 × H, где:

R – радиус основания;
H – высота.

Формула указывает на то, что объем конуса равен 1/3 вместимости цилиндра. Для вычисления рассматриваемого показателя более сложных фигур их разбивают на несколько простых, после чего вычисляется кубометр путем сложения полученных результатов. Поэтому чтобы вычислить кубический метр, нужно рассмотреть тип геометрической фигуры.

Шаги

Метод 1 из 2: Расчет объема ящика в кубических сантиметрах

Измерьте длину, ширину и глубину в сантиметрах.

Например, если вы хотите узнать объем холодильника, вам нужно будет найти его длину, ширину и глубину в сантиметрах. Допустим, в нашем холодильнике 125 см в длину, 60 см шириной и 50 см глубиной.

Все, что нужно для расчета объема прямоугольного пространства, — это значения его размеров в сантиметрах. Может потребоваться физически измерить объект или преобразовать другую единицу измерения в сантиметры.
Напишите длину вашего объекта.

В нашем примере мы должны написать 60 во-первых, если наш холодильник длиной 60 см.

Первый шаг при использовании этой процедуры для расчета объема — записать размеры объекта на бумаге. Вы можете умножать размеры в любом порядке — здесь сначала отметим длину.
Умножьте длину на ширину объекта.

В нашем примере мы собираемся умножить 60 × 50 (ширина). 60 × 50 = 3000.

Затем умножьте первое измерение на одно из других. Снова умножьте измерения в любом порядке. Здесь мы собираемся умножить длину на ширину.
Умножьте свой ответ на глубину объекта.

В нашем примере мы собираемся умножить 3000 × 50 (глубина). 3000 × 50 = 150.000.

Наконец, умножьте полученный ответ на оставшуюся меру. В нашем случае это означает умножение произведения длины и ширины объекта на его глубину.
Укажите, что ответ дан в кубических сантиметрах. Вы уже знаете, что ответ — в кубических сантиметрах, но другие не знают. Используйте правильные выражения и знаки, чтобы определить, что ответ выражен в кубических сантиметрах.
- Среди способов выразить результат:
  - «кубические сантиметры»;
  - «сантиметры в кубики»;
  - «cc»;
  - «см».

Метод 2 из 2: Расчет объема в других форматах

Рассчитать объем куба с формулой c. Кубы представляют собой прямоугольные призмы (коробки), у которых все стороны и углы равны. Таким образом, объем куба может быть определен как длина × ширина × глубина = длина × длина × длина = длина. Чтобы ваш ответ был в сантиметрах, убедитесь, что единица измерения длины — сантиметры.
Рассчитать объем цилиндра с формулой v = aπr. Цилиндры — это объекты без краев и с двумя круглыми гранями одинакового размера. С помощью формулы v = aπr, где v = объем, a = высота и r = радиус цилиндра (расстояние между центром круглых граней и их краями), можно определить объем цилиндра. Убедитесь, что размеры «a» и «r» указаны в сантиметрах.
Вычислите объем конуса по формуле v = (1/3) aπr. Конусы — это объекты без краев и с круглым основанием, сужающимся к острию. С помощью формулы v = aπr / 3, где v = объем, a = высота и r = радиус кругового основания конуса, можно достичь объема конуса. Таким же образом, как и в предыдущем шаге, убедитесь, что измерения «h» и «r» указаны в сантиметрах.
Рассчитать объем шара с формулой v = 4 / 3πa. Сферы — это трехмерные объекты идеально круглой формы. С помощью уравнения v = 4 / 3πa, где v = объем и r = радиус сферы (расстояние от ее центра до края), можно достичь объема сферы. Как и в предыдущем шаге, убедитесь, что размер «r» выражен в сантиметрах.

Пример расчета

Допустим, нужно залить ленточный фундамент под сооружение размером 8 на 12 метров, разделенное на три помещения стенами длиной 8 и 6 метров. Примем ширину фундамента 40 см, высоту в метр. Длина составит 54 метра, а объем фундамента будет 0,4*1*54 = 21,6 м³. Это значение можно смело округлить до 22 м³.

Приготовление кубометра бетонной смеси для заливки фундамента требует примерно 350 кг цемента, 800 кг песка, 1200 кг щебня и 140 л воды. Значит, на весь фундамент нужно 154 мешка цемента по 50 кг (7,7 тонн), 17,6 тонн песка, 26,4 тонн щебня и примерно 3 кубометра воды.

Это совершенно приблизительный подсчет, навскидку, позволяющий просто прикинуть размер предстоящих материальных и трудовых затрат. Кстати, количество вынутого под фундамент грунта будет сопоставимо, а то и выше объема самого фундамента, хотя тот и не полностью находится в земле. Объясняется это тем, что траншея под фундамент роется шире для установки опалубки и сопутствующих работ.

Точно так же приходится рассчитывать потребный объем при, допустим, переезде или отправке каких-то товаров или грузов. Ведь переплачивать за лишний объем кузова заказанного автомобиля, транспортного контейнера или железнодорожного вагона никому не хочется.

Достаточно просто вспомнить (посмотреть в интернете) элементарные геометрические формулы из школьной программы и приложить здравый смысл. Ведь всегда можно приблизительно рассчитать объем мебели при переезде или коробок при отправке товара и оценить предстоящие усилия и затраты. А для более точных, окончательных расчетов всегда можно прибегнуть к помощи специалистов. Тем более что предварительный итог более или менее известен, и это может служить некоторой проверкой при согласовании условий.

Объем куба и прямоугольного параллелепипеда

Докажем важную вспомогательную теорему:

Действительно, пусть у двух параллелепипедов одинаковы основания. Тогда их можно совместить. Пусть общим основанием будет АВСD, а высотами параллелепипедов будут отрезки АР и АК, причем АР <АК. Объем меньшего параллелепипеда с высотой АР обозначим как V_Р, а большего – как V_K:

Нам надо доказать, что объемы фигур пропорциональны их высотам:

Для начала рассмотрим случай, когда отношение высот является рациональным числом. Это означает, что существует некоторая дробь m/n, такая, что

где m и n – натуральные числа. Тогда разобьем отрезок АК как раз на n равных отрезков. В этом случае отрезок АР будет состоять в точности из m таких отрезков. Далее через концы отрезков проведем плоскости, параллельные основанию:

В результате мы получили n равных параллелепипедов («пластин»), которые все вместе образуют большой параллелепипед объемом V_K. Поэтому объем одной такой пластины равен величине V_K/n:

Итак, мы доказали теорему для случая, когда отношение высот является рациональным числом. Теперь перейдем к более сложному случаю, когда это отношение представляет собой иррациональное число. Здесь можно рассуждать от противного. Предположим, что теорема ошибочна, тогда для каких-нибудь двух параллелепипедов отношение их объемов будет равно не отношению их высот, а какому-то другому числу k:

Это значит, что k либо меньше, либо больше, чем отношение АР/АК. Рассмотрим случай, когда k< АР/АК (случай, когда k> АР/АК, рассматривается аналогичным образом). Тогда возьмем какое-нибудь рациональное число R, находящееся между числами k и АР/АК:

(Примечание. Здесь мы неявно используем утверждение, которое можно доказать в рамках алгебры – между любыми двумя различными действительными числами располагается хотя бы одно рациональное число).

Умножим это неравенство на длину АК:

Построим параллелепипеды с общим основанием АВСD и высотами АК и АР, а также с высотой АЕ = R•АК. Так как R•АК < АР, то точка Е будет лежать между А и Р:

Объем параллелепипеда с высотой АЕ обозначим как V_Е. Ясно, что

ведь число k не может быть одновременно и больше, и меньше R. Полученное противоречие означает, что исходное предположение об ошибочности теоремы неверно, и на самом деле она справедлива, ч. т. д.

Теперь с помощью доказанной теоремы можно вывести известную ещё из младших классов формулу для расчета объема прямоугольного параллелепипеда.Пусть измерения прямоугольного параллелепипеда являются числами а, b и c. Построим:

единичный куб;
параллелепипед с габаритами а, 1, 1 с объемом V₁;
параллелепипед с габаритами а, b, 1 с объемом V₂;
параллелепипед с габаритами а, b, c с объемом V.

Тогда можно последовательно вычислить их объемы. Объем первого параллелепипеда будет в а раз больше объема единичного куба, то есть он будет равен а. Объем второго параллелепипеда будет больше ещё в bраз, а третьего – ещё в с раз:

Соответственно, для расчета объема параллелепипеда используется формула

Иногда эту формулу формулируют несколько иначе: объем параллелепипеда – это произведение площади его основания на длину высоты, перпендикулярной этому основанию.

Задание. Три смежных ребра прямоугольного параллелепипеда имеют длины 9, 4 и 7 см. Каков объем параллелепипеда?

Решение. Здесь надо просто перемножить габариты параллелепипеда:

Ответ: 252 см3.

Куб можно рассматривать как прямоугольный параллелепипед с одинаковыми измерениями. Поэтому для вычисления его объема надо умножить ребро куба само на себя дважды, то есть возвести его в куб.

Задание. Вычислите объем куба с ребром 8 метров.

Решение. Просто возводим сторону ребро куба в третью степень:

Задание. Если ребро куба увеличить на 2 дм, то его объем вырастет на 98 дм3. Какова длина ребра этого куба?

Решение. Обозначим длину ребра буквой х. Тогда объем куба будет составлять х3 дм. Если ребро увеличить на 2 дм, то оно будет иметь длину х + 2 дм, и тогда объем куба будет равен уже (х + 2)3 дм. Условие задачи можно записать в виде уравнения:

Это квадратное уравнение имеет два корня, 3 и (– 5), что можно проверить с помощью теоремы Виета. Корень х = – 5 не имеет геометрического смысла, поэтому остается ответ х = 3.

Ответ: 3 дм.

Далее рассмотрим перевод единиц измерения объема. Например, как перевести 1 м3 в кубические сантиметры? Рассмотрим куб с ребром 1 м. Ясно, что его объем будет равен 1 м3. С другой стороны, можно сказать, что длина ребра этого куба составляет 100 см:

Тогда объем этого куба можно посчитать так:

Аналогично можно переводить и другие единицы измерения.

11 Как определить объём сферического изделия

Сферические изделия встречаются в нашей жизни почти каждый день. Это может быть элемент подшипника, футбольный мяч или пишущая часть шариковой ручки. В некоторых случаях нам необходимо узнать, как рассчитать кубатуру сферы для определения количества жидкости в ней.

Как утверждают эксперты, для вычисления объёма этой фигуры используется формула V=4/3ԉr3, где:

V – подсчитываемый объём детали;
R- радиус сферы;
ԉ – постоянная величина, которая равняется 3,14.

Для проведения необходимых вычислений нам нужно взять рулетку, зафиксировать начало измерительной шкалы и провести замер, причём лента рулетки должна проходить по экваторe шара. После этого узнают диаметр детали, поделив размер на число ԉ.

А теперь ознакомимся с конкретным примером вычисления для сферы, если её длина по окружности равняется 2,5 метрам. Сначала определим диаметр 2,5/3,14=0,8 метра. Теперь подставляем это значение в формулу:

Объем наклонной призмы

Теперь, используя методы интегрирования, мы можем составить формулы для вычисления объема некоторых фигур. Начнем с треугольной наклонной призмы.

Пусть есть треугольная призма АВСА₂В₂С₂. Проведем ось Ох так, чтобы точка О располагалась в плоскости АВС. Пусть Ох пересечет плоскость А₂В₂С₂ в некоторой точке О₂. Тогда отрезок ОО₂ будет высотой призмы, ведь он окажется перпендикулярным к обоим основаниям.

Обозначим длину высоты ОО₂ буквой h. Далее докажем, что всякое сечение А₁В₁С₁ призмы, перпендикулярное оси Ох, будет равно ∆АВС. Действительно, если АВС⊥ОО₂ и А₁В₁С₁⊥ОО₂, то АВС||А₁В₁С₁. Прямые АВ и А₁В₁ принадлежат одной грани АВВ₂А₁, но не пересекаются, ведь они находятся в параллельных плоскостях. Аналогично АС||А₁С₁ и ВС||В₁С₁. Теперь посмотрим на четырехугольник АВВ₁А₁. АВ||A₁В₁ и АА₁||ВВ₁. Тогда АВВ₁А₁ по определению является параллелограммом. Это означает, что отрезки АВ и А₁В₁ одинаковы. Аналогично доказывается, что одинаковы отрезки АС и А₁С₁, а также ВС и В₁С₁. Но тогда одинаковы и ∆АВС и ∆А₁В₁С₁.

Итак, площади всех сечений одинаковы и равны площади основания призмы. Обозначим ее как S. Так как S не зависит от координаты, то интегрирование будет выглядеть так:

Итак, объем треугольной наклонной призмы – это произведение площади ее основания на высоту. Теперь рассмотрим произвольную призму, в чьем основании находится n-угольник. Такой n-угольник можно разбить на треугольные призмы с общей высотой h и площадями оснований S₁, S₂, S₃, …

Тогда площадь S основания всей призмы будет суммой этих чисел:

Задание. Основание призмы – это треугольник со сторонами 10, 10 и 12. Боковое ребро имеет длину 8 и образует с основанием угол в 60°. Вычислите объем призмы.

Решение. Пусть в основании призмы АВСА₁В₁С₁ лежит ∆АВС со сторонами АВ = 12 и АС = ВС = 10. Его площадь можно найти разными способами, но быстрее всего применить формулу Герона. Сначала найдем полупериметр ∆АВС:

Далее надо найти высоту призмы. Опустим из точки В₁ перпендикуляр В₁О на плоскость АВС. Тогда в прямоугольном ∆ОВВ₁ ∠В = 60° (по условию задачи и по определению угла между плоскостью и прямой). Зная длину бокового ребра ВВ₁, найдем высоту ОВ₁:

Как вычислить объемность тела?

Кубометр (м3) — это величина, равная объему куба, имеющего длину ребра в 1 метр. Метрами кубическими измеряются те физические тела, которые характеризуются 3 параметрами измерений:

длиной;
шириной;
высотой.

Чтобы определить величину объема тела, нужно перемножить все 3 параметра. Для подсчета меньших или больших объектов помимо метров кубических (м3) используются другие единицы: кубические миллиметры (мм3), кубические сантиметры (см3), кубические дециметры (дм3), кубические километры (км3), литры. Рассмотрим примеры расчета объемов тел разной конфигурации.

Пример 1. Найти объем коробки с длиной 2 м, шириной 4 м и высотой 3 м. Объем будет равен: 2 м х 4 м х 3 м = 24 м3

Пример 2. Найти объем цилиндра с диаметром основания 2 м и высотой 4 м. Вычисляем площадь круга, она равна πR2. S = 3,14 х (1 м)2 = 3,14 м2. Находим объем: 3,14 м2 х 3м = 9,42 м3.

Пример 3. Найти объем шара с диаметром 3 м. Чтобы посчитать кубические метры в шаре, вспомним формулу.

V = 4/3πR3. Подставляем заданное значение и находим объем: 4/3 х 3,14 х (1,5 м)3 = 14,13 м3.

Соответствия кубического метра

Пример 4. Как посчитать кубические метры в конусе с радиусом 4 м и высотой 5 м? Объем конуса находим по формуле V = 1/3πR2H = 1/3 х 3,14 х (4 м)2 х 5 = 83,7 м3.

Чтобы найти количество кубов в теле неправильной формы, нужно разделить его на составляющие с правильной формой. Найти их объемы и полученные результаты суммировать. Рассмотрим такой объект, как башня с конусообразной крышей.

Находим сначала кубатуру рабочего помещения, имеющего цилиндрическую форму, затем конусообразной крыши по приведенным выше формулам. Полученные результаты складываем.

Исходные данные

Производя вычисление такого параметра, как объём, необходимо помнить, что требуется первоначальное знание параметра, который и будет исходным данным для такой процедуры.

Необходимо иметь значение высоты. Это расстояние от нижнего и верхнего основания фигуры. При этом в зависимости от типа она может определяться по-разному. В ситуации прямоугольного цилиндра высота соответствует расстоянию между основаниями фигуры. Если же он относится к наклонному типу, то расстояние будет вычисляться иным путём. Это параметр, который соответствует длине прямой проведённой под прямым углом от одного основания до плоскости, на которой лежит второе основание.

После определения такого значения можно приступать к вычислению объёма.

Объем прямой призмы

Рассмотрим сначала прямую призму, в чьем основании располагается прямоугольный треугольник. Ее можно достроить до прямоугольного параллелепипеда:

Ясно, что объем параллелепипеда будет вдвое больше объема исходной призмы, ведь он состоит из двух таких призм. Аналогично и площадь основания у параллелепипеда будет вдвое больше. Обозначим площадь основания призмы буквой S, а ее высоту как h, тогда площадь основания параллелепипеда будет 2S, а его объем составит 2S•h. Тогда объем призмы будет вдвое меньше, то есть он окажется равным S•h.

Далее рассмотрим прямую призму, в основании которой лежит уже произвольный треугольник. Проведем в этом треугольнике высоту, которая упадет на противоположную сторону (такую высоту всегда можно провести). Далее через эту высоту проведем плоскость, перпендикулярную основанию. В результате мы разделим призму на две прямых призмы, в основании каждой из которых будет лежать прямоугольный треугольник:

Пусть площади получившихся прямоугольных треугольников обозначены как S₁и S₂, а общая площадь основания исходной призмы – это S. Мы можем вычислить объемы этих призм:

Теперь, наконец, рассмотрим прямую призму, чье основание – произвольный многоугольник. Этот многоугольник можно разбить на несколько треугольников с площадями S₁, S₂, S₃…, а призма соответственно будет разбита на несколько треугольных призм с объемами V₁, V₂, V₃и. т. д.

Объем каждой треугольный призмы мы можем рассчитать:

Задание. Все ребра правильной шестиугольной призмы одинаковы, их длина обозначена буквой а. Найдите объем такой призмы.

Решение. Сначала необходимо найти площадь основания призмы, то есть площадь правильного шестиугольника. Напомним формулы для правильных многоугольников, изученные ещё в девятом классе:

Для вычисления объема надо лишь умножить полученную площадь на высоту призмы, а она также равна а:

Задание. В кубе АВСDА₁В₁С₁D₁ через середины ребер СD и BC проведено сечение, параллельное ребру СС₁. Это сечение отсекает от куба треугольную призму, чей объем равен 19. Найдите объем куба.

Решение. Ясно, что и куб, и треугольная призма будут прямыми призмами, причем у них одинаковая высота СС₁. Тогда можно утверждать, что отношение их объемов равно отношению площадей их оснований:

Пусть сторона АВ имеет длину а. Тогда площадь квадрата АВСD будет составлять а2. Отрезки ЕС и FC будут вдвое короче АВ, то есть их длина составляет a/2. ∆EFC – прямоугольный, и его площадь может быть рассчитана как половина произведения его катетов:

Перевод в другие единицы

Для перевода в необходимое значение надо помнить довольно простые пропорции перевода метров в сантиметры и миллиметры.

Единицы длины:

1 м = 100 см = 1 000 мм

Единицы площади:

1 м² = 10 000 см² = 1 000 000 мм²

Единицы объема:

1 м³ = 1 000 000 см³ = 1 000 000 000 мм³

Количество жидкости очень часто измеряется в литрах, тут достаточно знать, что:

1 л = 1 000 см³
1 000 л = 1 м³

Довольно часто приходится рассчитывать объем, исходя из веса, и тут нужно знать плотность вещества. Проще всего с водой, плотность которой 1т/1м³. То есть тонна воды займет один м³ (куб), а тонна молока, например, займет примерно 1,030 куба.

Песок имеет плотность от 1,3 т/м³ до 1,8 т/м³. Это значит, что один м³ весит от 1,3 до 1,8 тонны.

Расчет кубатуры пиломатериалов имеет тонкости. Если доска обрезная и одинаковая, достаточно взять одну, измерить длину, толщину, ширину, перемножить эти параметры, а затем получившееся значение умножить на общее количество. Это и будет искомое значение.

Бывает также, что приходится высчитывать вместимость цилиндрических объектов (бочек, цистерн и подобных). Основанием здесь служит круг, а площадь его равна произведению числа пи (π = 3.14) на квадрат радиуса (половины диаметра) или S=πR².

В практической жизни можно применить и такой достаточно простой способ определения объема жидкостей или сыпучих веществ — в кубометре содержится 1 тыс. литров или 100 десятилитровых ведер. Кому-то покажется хлопотным таскать и пересчитывать ведра с песком или водой, но этот способ точен и общедоступен.

Что такое кубический метр (кубометр)

Кубический метр – термин, который получил название от слов куб и метр. Для указания куба применяется специальный символ «³». В большинстве случаев он используется для определения объема. Куб считается фигурой трехмерного пространства, то есть он характеризуется тремя основными показателями: длиной, шириной и высотой. Поэтому стандартный кубометр –это небольшой кубик.

Один кубический метр равен 1000 литров. Высота, ширина и длина составляют по одному метру, в результате чего получается фигура для вычисления объема. Термин использовался для создания распространенного показателя Еврокуб, который сегодня активно применяется в промышленности при перевозке сыпучих и других грузов.

Подобное понятие получило широкое распространение. Его часто используют на рынке строительных материалов или в других случаях, к примеру, в квитанциях на оплату коммунальных платежей.

Сколько в кубическом метре квадратных метров?

При расчете кубометра имейте в виду, что стандартом является куб, каждая грань которого равна одному квадратному метру. Таким образом, высота, длина и ширина такого куба одинакова.

Для того чтобы измерить кубометр квадратными метрами необходимо:

Измерить высоту требуемого предмета;
Перевести ее в метры;
Разделить один квадрат на получившее значение высоты.

Таким образом, измерить кубометр материала совсем не сложно. Для этого нужно знать всего три метрические единицы

Принимая во внимание, что в данном случае две из них равны одному, то нам остается всего лишь разделить единицу на высоту изделия

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.

Вычисление объема тела с помощью интеграла

Пусть у нас есть произвольная фигура, расположенная между двумя параллельными плоскостями:

Как найти ее объем? Поступим следующим образом. Проведем прямую, перпендикулярную этим плоскостям. Эта прямая будет осью координат х. Пусть одна из плоскостей пересекает эту ось в точке а, а другая – в точке b. Таким образом, на координатной прямой появляется отрезок . Далее разобьем этот отрезок на n равных отрезков, длина каждого из них будет равна величина ∆х. Обозначим концы этих отрезков как х, х₁, х₂…, х_n, причем точке х будет совпадать с точкой а, а точка х_n – с точкой b. Ниже показано такое построение для n = 10:

Далее через полученные точки проведем сечения, параллельные двум плоскостям, ограничивающим фигуру. Площадь сечения, проходящую через точку с номером i, обозначим как S(x_i). Эти плоскости рассекут тело на n других тел. Обозначим объем тела, заключенного между сечениями с площадями S(x_i) и S(x_i₊₁) как V(x_i). Можно приближенно считать, что эти тела имеют форму прямых цилиндров (напомним, что в общем случае цилиндром необязательно считается фигура, основанием которой является круг, основание может иметь и любую другую форму). Высота всех этих цилиндров будет равна величине ∆х. Тогда объем V(x_i) может быть приближенно рассчитан так:

Общий же объем исследуемой фигуры будет суммой объемов этих прямых цилиндров:

Здесь знак ∑ означает сумму i слагаемых, каждое из которых равно величине S(x_i)•∆х. Ясно, что чем больше мы возьмем число n, тем точнее будет полученная нами формула. Поэтому будет увеличивать число n до бесконечности, тогда приближенная формула станет точной:

В правой части стоит предел суммы бесконечного числа слагаемых. Мы уже сталкивались с такими пределами, когда изучали определенный интеграл в курсе алгебры. Так как х = a, а число х_n-1 при бесконечном увеличении n приближается к числу х_n, то есть к b, то можно записать следующее:

Здесь S(x) – это некоторая функция, которая устанавливает зависимость между площадью сечения объемной фигуры и координатой х, указывающей расположение этого сечения. Данная формула позволяет вычислять объем с помощью интеграла.

Итак, для вычисления объема тела необходимо:

1) выбрать в пространстве какую-то удобную ось координат Ох;

2) найти площадь произвольного сечения фигуры, проходящей перпендикулярно оси Ох через некоторую координату х;

3) найти значение чисел а и b – координат сечений, ограничивающих тело в пространстве;

4) выполнить интегрирование.

Понятно, что сразу понять, как используется эта формула, тяжело. Поэтому рассмотрим простой пример.

Задание. Фигура расположена в пространстве между двумя плоскостями, перпендикулярными оси Ох, причем координаты этих сечений равны 1 и 2. Каждое сечение фигуры с координатой х является квадратом, причем его сторона равна величине 1/х. Найдите объем тела.

Решение. В данной задаче ось Ох уже проведена. Известны и числа а и b – это 1 и 2, ведь именно плоскости, проходящие через точки х =1 и х = 2, ограничивают исследуемое тело. Теперь найдем площадь произвольного сечения с координатой х. Так как оно является квадратом со стороной 1/х, то его площадь будет квадратом этой стороны:

Столбчатый

Данный тип фундамента представляет своего рода свайное поле, только опорные столбы не забиваются сваебоем, а заливают в подготовленные шурфы. Столбчатый фундамент позволяет получить надежное основание при минимальном расходе материала. Столбы могут иметь круглое и квадратное сечение, располагают их по периметру пятна застройки и в местах сочленения стен.

Заглубление столбчатого фундамента обычно превышает глубину промерзания для данного района, а наземная часть имеет высоту 400-500 мм. Конструкция здания может устанавливаться непосредственно на опорные столбы, но чаще всего по периметру устанавливают ростверк, который соединяет столбы в единое целое.

Чтобы посчитать требуемый для заливки столбчатого фундамента объем бетона, необходимо знать длину столба, площадь его сечения и количество столбов. Если предусматривается ростверк, потребуются его линейные размеры, расчет объема ростверка ведется таким же образом, как в варианте с ленточным фундаментом.

Чтобы высчитать объем столбов с квадратным или прямоугольным сечением, нужно использовать следующую формулу:

V=a*b*l*n, где a и b – стороны сечения столба, l – длина столба, n – количество столбов в фундаменте.

Для вычисления объема бетона для заливки столбов с круглым сечением, понадобится формула нахождения площади круга: S=3,14*R*R, где R – радиус. Получаем формулу вычисления объема столбов с круглым сечением:

V=S*L*n

Для получения общего объема бетона, требуемого для заливки столбов и ростверка, необходимо сложить уже полученные показатели, не забывая про коэффициент погрешности в 2%.

Расчет цемента на фундамент.

Объем шара

Пришло время разобраться и с таким телом, как шар. Здесь можно использовать тот же метод интегрирования, что и в случае с конусом и пирамидой. Но можно поступить и иначе – использовать выведенную нами для тел вращения формулу

Шар как раз является телом вращения. Он получается при вращении полуокружности вокруг диаметра, на который эта дуга опирается.

Напомним известное нам уравнение окружности, чей центр совпадает с началом координат:

Здесь надо уточнить, что если у получившейся функции впереди записан знак «+», то ее график соответствует полуокружности, находящейся над осью Ох. Если же используется знак «–», то получается уже нижняя полуокружность, расположенная под осью Ох:

В принципе мы можем поворачивать любую из этих полуокружностей вокруг Ох, но мы выберем верхнюю полуокружность. Заметим, что эта дуга начинается в точке х = – R и заканчивается в точке х = R, эти числа будут пределами интегрирования. Тогда объем шара равен:

Задание. Найдите объем шара с радиусом 6.

Решение. Подставляем радиус из условия в формулу:

Задание. В цилиндр вписан шар. Во сколько раз объем цилиндра больше объема такого шара?

Решение. Ясно, что так как шар вписан в цилиндр, то радиусы этих тел одинаковы. Обозначим этот радиус как R. Также ясно, что раз шар касается оснований цилиндра, то расстояние между ними (то есть высота цилиндра) равно двум радиусам шара:

Методы расчёта

Существует два основных метода, которые позволяют производить вычисление такого параметра.

Метод вычисления объёма цилиндра на основе высоты геометрической фигуры. Этот метод является универсальным средством и может быть использован для фигур любого типа как прямоугольных, так и наклонных цилиндров. Дополнительно к значению высоты в данном способе следует знать и площадь основания. Если остановиться подробнее на данном параметре, то надо отметить что основанием является круг. Поэтому вычисление площади круга происходит на основе радиуса. Таким образом, вторым параметром в данном методе должен выступать радиус основания цилиндра. Тогда площадь определяется согласно стандартной формуле.

S= П *R^2

В данной формуле принято следующее обозначение при помощи переменных:

П – это параметр, обозначающий соотношение между длиной и радиусом окружности, равный 3,1415928.
R – Радиус окружности, лежащий в основании цилиндра.
S — Площадь основания фигуры.

Вычисление непосредственно объёма цилиндра производится на основе стандартной формулы.

V=S*h

В данной формуле принято следующее обозначение при помощи переменных:

S – Площадь основания цилиндра, имеющего форму круга.
h – Высота геометрической фигуры.
V – объём цилиндра.

Вторым методом, позволяющим произвести вычисление объёма данной фигуры, является соотношение таких параметров, как высота цилиндра и радиуса его основания. По сути, данная формула является преобразованной формулой первого метода. В ней нет разделения на промежуточные этапы подсчёта параметров. Сразу же включены все математические операции.

Таким образом, в ней одновременно производится подсчёт площади круга и объёма цилиндра.

Приведём формулу расчёта объёма цилиндра для данного метода.

V= П *R^2*h

В данной формуле принято следующее обозначение при помощи переменных:

П – это параметр, обозначающий соотношение между длиной и радиусом окружности, равный 3,1415928.
R – Радиус окружности, лежащий в основании цилиндра.
h – Высота геометрической фигуры.
V – Объём цилиндра.

Объём в литрах

Если говорить о нахождении объёма такой геометрической фигуры, то надо отметить что это задача не только для школьной программы. Используя приведенные ранее методы, есть возможность производить расчёты объёма ёмкости неизвестного типа.

К примеру, есть возможность вычислить объём ёмкости для полива на садовом участке. Однако есть и особенность при проведении подсчёта. Надо все значения подставлять в формулы в метрах. В результате проведения расчётом получается значение, которое будет измеряться в кубических метрах.

Однако, принято при расчётах поливных ёмкостей пользоваться измерениями в литрах. Для этого необходимо произвести пересчёт полученного значения объёма в литры. Это происходит на основе простого соотношения, где один кубический метр равняется 1000 литрам жидкости.

Если вычисления происходят в сантиметрах, то и результат будет в кубических сантиметрах. Тогда надо понимать, что между кубическими сантиметрами и литрами существует чёткое соотношение. Перевод происходит путём деления полученного значения объёма на 1000. После этого данные будут представлены в литрах.

Если необходимо первоначально перевести полученный в результате вычислений параметр из кубических сантиметров в кубические метры, то достаточно произвести операцию деления. Объём делится на 1000000. Это связано с тем, что кубический метр — это куб, у которого сторона равняется 100 сантиметрам. Поэтому объём в сантиметрах будет равен произведению 100*1000*100. Соответственно это будет 1000000 сантиметров кубических.