Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Kugel
a . ) V Kugel = 4 3 ⋅ π ⋅ r 3 ⇒ V Kugel = 4 3 ⋅ π ⋅ ( 5 , 5 m m ) 3 ⇒ V Kugel = 696 , 56 m m 3 \ a.)\ V_{\text{Kugel}}=\frac{4}{3}\cdot\pi\cdot r^3\qquad\Rightarrow\qquad V_{\text{Kugel}}=\frac{4}{3}\cdot\pi\cdot(5{,}5\ mm)^3\quad\Rightarrow\quad V_{\text{Kugel}}=696{,}56\ mm^3 a . ) V Kugel = 3 4 ⋅ π ⋅ r 3 ⇒ V Kugel = 3 4 ⋅ π ⋅ ( 5 , 5 mm ) 3 ⇒ V Kugel = 696 , 56 m m 3
V Halbk = V Kugel 2 ⇒ V Halbk = 696 , 56 m m 3 2 ⇒ V Halbk = 348 , 28 m m 3 \hspace{6mm}V_{\text{Halbk}}=\dfrac{V_{\text{Kugel}}}{2}\hspace{10mm}\Rightarrow\hspace{5mm} \ \ V_{\text{Halbk}}=\dfrac{696{,}56\ mm^3}{2}\hspace{10mm}\Rightarrow\hspace{4mm}V_{\text{Halbk}}=348{,}28\ mm^3 V Halbk = 2 V Kugel ⇒ V Halbk = 2 696 , 56 m m 3 ⇒ V Halbk = 348 , 28 m m 3
b . ) V kl.Kugel = 4 3 ⋅ π ⋅ ( 2 , 25 m m ) 3 ⇒ V kl.Kugel = 47 , 69 m m 3 \ b.)\ V_{\text{kl.Kugel}}=\dfrac{4}{3}\cdot\pi\cdot (2{,}25\ mm)^3\quad\Rightarrow\quad V_{\text{kl.Kugel}}= 47{,}69\ mm^3 b . ) V kl.Kugel = 3 4 ⋅ π ⋅ ( 2 , 25 mm ) 3 ⇒ V kl.Kugel = 47 , 69 m m 3
\hspace{6mm} Volumen der 8 8 8 kleinen Kugeln in m m 3 : mm^3: m m 3 :
V 8 kl.Kugel = 47 , 69 m m 3 ⋅ 8 = 381 , 51 m m 3 \hspace{6mm}V_{\text{8 kl.Kugel}}= 47{,}69\ mm^3\cdot8=381{,}51\ mm^3 V 8 kl.Kugel = 47 , 69 m m 3 ⋅ 8 = 381 , 51 m m 3
c . ) V G o l d k u g e l = V 8 k l . K u g e l − V K u g e l ⇒ V G o l d k u g e l = 381 , 51 m m 3 − 348 , 28 m m 3 V G o l d k u g e l = 33 , 23 m m 3 c.)\ V_{Goldkugel}=V_{8 kl. Kugel}-V_{Kugel}\quad\Rightarrow\quad V_{Goldkugel}=381{,}51\ mm^3-348{,}28\ mm^3\\\hspace{4.5mm}V_{Goldkugel}=33{,}23\ mm^3 c . ) V G o l d k ug e l = V 8 k l . K ug e l − V K ug e l ⇒ V G o l d k ug e l = 381 , 51 m m 3 − 348 , 28 m m 3 V G o l d k ug e l = 33 , 23 m m 3
d . ) V G o l d k u g e l = 4 3 ⋅ π ⋅ r 3 ⇒ r = 3 V 4 π 3 ⇒ r = 3 ⋅ 33 , 23 m m 3 4 π 3 r = 1 , 99 m m d.)\ V_{Goldkugel}=\dfrac{4}{3}\cdot\pi\cdot r^3\quad\Rightarrow\quad r=\sqrt[3]{\dfrac{3V}{4\pi}}\quad\Rightarrow\quad r=\sqrt[3]{\dfrac{3\cdot33{,}23\ mm^3}{4\pi}}\\\hspace{5mm}r=1{,}99\ mm d . ) V G o l d k ug e l = 3 4 ⋅ π ⋅ r 3 ⇒ r = 3 4 π 3 V ⇒ r = 3 4 π 3 ⋅ 33 , 23 m m 3 r = 1 , 99 mm
\hspace{5mm} Der Radius der neuen Goldkugel beträgt: r ≈ 2 m m \\\hspace{5mm}r\approx2\ mm r ≈ 2 mm
Lösungsweg:
a) Berechne das Volumen der Halbkugel.
b) Berechne das Gesamtvolumen der kleinen Kugeln.
c) Subtrahiere das Volumen der Halbkugel vom Gesamtvolumen der kleinen Kugeln.
d) Berechne den Radius der neuen Goldkugel.