☰ Mundarija · Matematika

Shar bo‘laklari hajmi va sfera sirti

Darslar 42–43 · 2 ta dars · M. A. Mirzaahmedov, Sh. N. Ismailov, A. Q. Amanov (algebra va analiz asoslari), B. Q. Xaydarov (geometriya). Matematika 11-sinf, 1- va 2-qismlar, 1-nashr. «ZAMIN NASHR» MChJ, Toshkent, 2018
42

Shar va uning bo‘laklari hajmi

Darslik, 2-qism: 155–164-betlar
MaqsadSharning hajmi formulasini, shar halqasi, segmenti, sektori va kamari hajmlarini topishni o‘rganish.
Yangi so‘zlar
Kavalyeri prinsipi · Cavalieri’s principleshar segmenti · spherical segmentshar sektori · spherical sectorshar halqasi · spherical shell
Tushuntirish

Kavalyeri prinsipi: ikki jismni bitta tekislikka parallel tekisliklar bilan kesganda har doim teng yuzali kesimlar chiqsa, jismlar hajmi teng. Radiusi R bo‘lgan yarimshar va asosining radiusi R, balandligi R bo‘lgan silindrdan konus o‘yib olingan jism bu prinsipga ko‘ra teng: x balandlikda kesimlar yuzlari π(R² − x²). Shuning uchun yarimshar hajmi πR³ − ⅓πR³ = ⅔πR³ va sharning hajmi V = (4/3)πR³; ya’ni shar unga tashqi chizilgan silindr hajmining ⅔ qismi (Arximed). Radiuslari R va r (r < R) bo‘lgan konsentrik sharlar orasidagi shar halqasining hajmi (4/3)π(R³ − r³). Balandligi h bo‘lgan shar segmentining hajmi V = πh²(3R − h)/3; shar sektori (segment va konus birgalikda) uchun V = ⅔πR²h; ikki parallel tekislik orasidagi shar kamari uchun, asos radiuslari r₁, r₂ va balandligi h bo‘lsa, V = (πh/6)(3r₁² + 3r₂² + h²). O‘xshash sharlar hajmlari radiuslar kubi kabi nisbatda.

Namunalar
R = 6 bo‘lgan shar: V = (4/3)π · 216 = 288π. Hajmi 36π bo‘lgan shar: (4/3)R³ = 36, R³ = 27, R = 3. Tashqi radiusi 5, ichki radiusi 3 bo‘lgan shar halqasi: V = (4/3)π(125 − 27) = 392π/3.
Segment: R = 9, h = 3: V = π · 9 · (27 − 3)/3 = 72π. Sektor: R = 6, h = 2: V = ⅔ π · 36 · 2 = 48π. Tekshiruv: yarimshar R = 3, h = 3 da segment hajmi π · 9 · 6/3 = 18π = ½ · 36π.
Sinfda faoliyat

«Arximed idishi»: kattalar nazoratida tennis to‘pi sig‘adigan silindrsimon idishni (balandligi — to‘pning diametriga teng) chetigacha suv bilan to‘ldiring, to‘pni ehtiyotlik bilan botiring va siqib chiqqan suvni o‘lchang. U idish hajmining taxminan ⅔ qismini tashkil qilishi kerak.

Mashq
1
R = 3 bo‘lgan shar hajmini toping.
2
Sharning radiusi 50 % ga oshirilsa, hajmi necha marta ortadi?
3
Tashqi radiusi 4, ichki radiusi 2 bo‘lgan shar halqasi hajmini toping.
4
Nima uchun shar unga tashqi chizilgan silindr hajmining ⅔ qismini tashkil qiladi?