Корице уџбеника

V.7. Површина Кружног Исечка И Кружног Прстена

Изабери решење задатка:

Задатак 4

Кратко решење

а) Угао лепезе је \( 3\cdot 10^\circ = 30^\circ \), полупречници \( 8\ \text{cm} \) и \( 6\ \text{cm} \).
Део прстена: \( \dfrac{(8^2-6^2)\pi}{360^\circ}\cdot 30^\circ\ \text{cm}^2 = \dfrac{7\pi}{3}\ \text{cm}^2 \); средњи исечак: \( \dfrac{36\pi}{360^\circ}\cdot 10^\circ\ \text{cm}^2 = \pi\ \text{cm}^2 \).
Укупно \( \dfrac{7\pi}{3} + \pi = \dfrac{10\pi}{3}\ \text{cm}^2 \approx 10,47\ \text{cm}^2 \). б) \( R = 4\ \text{cm} \), угао \( 180^\circ - 60^\circ = 120^\circ \): \( \dfrac{16\pi}{360^\circ}\cdot 120^\circ\ \text{cm}^2 = \dfrac{16\pi}{3}\ \text{cm}^2 \). Одузмемо бели полукруг полупречника \( 2\ \text{cm} \): \( 2\pi\ \text{cm}^2 \).
\( P = \dfrac{16\pi}{3} - 2\pi = \dfrac{10\pi}{3}\ \text{cm}^2 \approx 10,47\ \text{cm}^2 \).

Детаљно решење

а) Лепеза од три једнака угла

Читање слике. Из заједничког темена излазе четири крака који образују три једнака узастопна централна угла (једнакост је означена цртицама); означен је угао од \( 10^\circ \), па је сваки од њих \( 10^\circ \), а цела лепеза има угао \[ \alpha = 3\cdot 10^\circ = 30^\circ. \] Коте на доњој линији дају \( 6\ \text{cm} \) до унутрашњег лука и још \( 2\ \text{cm} \) до спољашњег, дакле \[ r_1 = 6 + 2 = 8\ \text{cm},\qquad r_2 = 6\ \text{cm}. \] Обојена фигура састоји се из два дела: део кружног прстена између полупречника \( 6\ \text{cm} \) и \( 8\ \text{cm} \) преко целог угла од \( 30^\circ \), и један од три исечка угла \( 10^\circ \) полупречника \( 6\ \text{cm} \) (средњи). Површина целог прстена је \[ P_p = (r_1^2 - r_2^2)\pi = (8^2 - 6^2)\pi\ \text{cm}^2 = 28\pi\ \text{cm}^2, \] а од њега узимамо део који одговара углу \( 30^\circ \): \[ P_1 = \frac{28\pi}{360^\circ}\cdot 30^\circ\ \text{cm}^2 = \frac{28\pi}{12}\ \text{cm}^2 = \frac{7\pi}{3}\ \text{cm}^2. \] Исечак угла \( 10^\circ \) полупречника \( 6\ \text{cm} \): \[ P_2 = \frac{6^2\pi}{360^\circ}\cdot 10^\circ\ \text{cm}^2 = \frac{36\pi}{36}\ \text{cm}^2 = \pi\ \text{cm}^2. \] \[ P_{\text{а}} = P_1 + P_2 = \frac{7\pi}{3} + \pi\ \text{cm}^2 = \frac{10\pi}{3}\ \text{cm}^2 \approx 10,47\ \text{cm}^2. \] Провера другим путем. Цела лепеза полупречника \( 8\ \text{cm} \) и угла \( 30^\circ \) има површину \( \frac{64\pi}{360^\circ}\cdot 30^\circ = \frac{16\pi}{3}\ \text{cm}^2 \). Од ње су бела два исечка угла \( 10^\circ \) полупречника \( 6\ \text{cm} \), тј. \( 2\pi\ \text{cm}^2 \). Остаје \( \frac{16\pi}{3} - 2\pi = \frac{10\pi}{3}\ \text{cm}^2 \). Исто.

б) Полукруг са изузетим мањим полукругом

Читање слике. Велики полукруг има пречник \( 4 + 4 = 8\ \text{cm} \), дакле \( R = 4\ \text{cm} \). Полупречник повучен из центра \( O \) гради са левим делом пречника угао \( 60^\circ \), па је обојени део великог полукруга одређен централним углом \[ \alpha = 180^\circ - 60^\circ = 120^\circ. \] Мањи полукруг конструисан је над десном половином пречника, дакле има пречник \( 4\ \text{cm} \) и полупречник \( 2\ \text{cm} \); он је бео и цео лежи у обојеном исечку. Исечак великог круга: \[ P_1 = \frac{4^2\pi}{360^\circ}\cdot 120^\circ\ \text{cm}^2 = \frac{16\pi}{3}\ \text{cm}^2. \] Мањи полукруг: \[ P_2 = \frac{2^2\pi}{2}\ \text{cm}^2 = 2\pi\ \text{cm}^2. \] \[ P_{\text{б}} = P_1 - P_2 = \frac{16\pi}{3} - 2\pi\ \text{cm}^2 = \frac{16\pi - 6\pi}{3}\ \text{cm}^2 = \frac{10\pi}{3}\ \text{cm}^2 \approx 10,47\ \text{cm}^2. \] Занимљиво: обе фигуре имају исту површину.

Кратак запис решења:

а) \( \dfrac{(64-36)\pi}{12} + \pi = \dfrac{10\pi}{3}\ \text{cm}^2 \).
б) \( \dfrac{16\pi}{3} - 2\pi = \dfrac{10\pi}{3}\ \text{cm}^2 \).

Најважније из лекције

Кружни исечак је део круга ограничен са два полупречника (\(r\)) и кружним луком (\(l\)) коме одговара централни угао (\(\alpha\)).
Дужина кружног лука: \(l = \frac{r \pi \alpha}{180^\circ}\)
Површина кружног исечка: \(P_i = \frac{r^2 \pi \alpha}{360^\circ} = \frac{l \cdot r}{2}\)
Обим кружног исечка: \(O_i = 2r + l = 2r + \frac{r \pi \alpha}{180^\circ}\)
Кружни исечак је део круга ограничен са два полупречника и одговарајућим кружним луком.
Круг са центром O у коме су повучена два полупречника OA и OB који заклапају централни угао α, а кружни лук између тачака A и B заједно са полупречницима ограничава кружни исечак.
Сваком кружном исечку одговара тачно један централни угао \(\alpha\) круга. Полупречник кружног исечка једнак је полупречнику круга (\(r\)).
\[ l = \frac{r \pi \alpha}{180^\circ} \] \(l\) – дужина кружног лука, \(r\) – полупречник круга, \(\alpha\) – централни угао
Површина кружног исечка (\(P_i\)) представља део површине целог круга који одговара централном углу \(\alpha\) или луку дужине \(l\).
\[ P_i = \frac{r^2 \pi \alpha}{360^\circ} \] \[ P_i = \frac{l \cdot r}{2} \] \(P_i\) – површина кружног исечка, \(r\) – полупречник, \(\alpha\) – централни угао, \(l\) – дужина кружног лука
Израчунај површину кружног исечка полупречника \(r = 4\text{ cm}\) са централним углом \(\alpha = 45^\circ\): \[ P_i = \frac{4^2 \cdot \pi \cdot 45^\circ}{360^\circ} = \frac{16 \cdot \pi \cdot 1}{8} = 2\pi\text{ cm}^2 \]
Израчунај површину кружног исечка ако је дужина полупречника \(r = 8\text{ cm}\), а дужина кружног лука \(l = 3\pi\text{ cm}\).
Користимо формулу \(P_i = \frac{l \cdot r}{2}\): \[ P_i = \frac{3\pi \cdot 8}{2} = 3\pi \cdot 4 = 12\pi\text{ cm}^2 \]
Обим кружног исечка (\(O_i\)) једнак је збиру дужина два полупречника и одговарајућег кружног лука.
\[ O_i = 2r + l = 2r + \frac{r \pi \alpha}{180^\circ} \] \(O_i\) – обим кружног исечка, \(r\) – полупречник, \(l\) – дужина кружног лука
За кружни исечак полупречника \(r = 4\text{ cm}\) и централног угла \(\alpha = 45^\circ\): \[ l = \frac{4 \cdot \pi \cdot 45^\circ}{180^\circ} = \pi\text{ cm} \] \[ O_i = 2 \cdot 4 + \pi = (8 + \pi)\text{ cm} \]
Израчунај обим кружног исечка ако је \(r = 5\text{ cm}\) и \(l = 4\pi\text{ cm}\).
\[ O_i = 2r + l = 2 \cdot 5 + 4\pi = (10 + 4\pi)\text{ cm} \]

Задаци за вежбање

Лаки: Израчунај површину и обим кружног исечка полупречника \(r = 6\text{ cm}\) чији је одговарајући кружни лук дужине \(l = 2\pi\text{ cm}\).
Површина: \[ P_i = \frac{l \cdot r}{2} = \frac{2\pi \cdot 6}{2} = 6\pi\text{ cm}^2 \] Обим: \[ O_i = 2r + l = 2 \cdot 6 + 2\pi = (12 + 2\pi)\text{ cm} \]
Средњи: Израчунај површину кружног исечка полупречника \(r = 10\text{ cm}\) коме одговара централни угао \(\alpha = 72^\circ\).
Примењујемо формулу за површину преко централног угла: \[ P_i = \frac{r^2 \pi \alpha}{360^\circ} = \frac{10^2 \cdot \pi \cdot 72^\circ}{360^\circ} = \frac{100 \pi \cdot 1}{5} = 20\pi\text{ cm}^2 \]
Средњи: Површина кружног исечка је \(P_i = 12\pi\text{ cm}^2\), а централни угао је \(\alpha = 120^\circ\). Израчунај полупречник тог кружног исечка и његов обим.
1. Из формуле за површину одређујемо полупречник \(r\): \[ P_i = \frac{r^2 \pi \alpha}{360^\circ} \implies 12\pi = \frac{r^2 \pi \cdot 120^\circ}{360^\circ} \] \[ 12\pi = \frac{r^2 \pi}{3} \implies r^2 = 36 \implies r = 6\text{ cm} \] 2. Одређујемо дужину кружног лука \(l\): \[ l = \frac{r \pi \alpha}{180^\circ} = \frac{6 \cdot \pi \cdot 120^\circ}{180^\circ} = 4\pi\text{ cm} \] 3. Рачунамо обим: \[ O_i = 2r + l = 2 \cdot 6 + 4\pi = (12 + 4\pi)\text{ cm} \]
Тешки: Обим кружног исечка је \(O_i = (12 + 3\pi)\text{ cm}\), а његов полупречник је \(r = 6\text{ cm}\). Израчунај површину тог кружног исечка и одговарајући централни угао \(\alpha\).
1. Из формуле за обим одређујемо дужину лука \(l\): \[ O_i = 2r + l \implies 12 + 3\pi = 2 \cdot 6 + l \implies l = 3\pi\text{ cm} \] 2. Рачунамо површину исечка: \[ P_i = \frac{l \cdot r}{2} = \frac{3\pi \cdot 6}{2} = 9\pi\text{ cm}^2 \] 3. Из дужине лука одређујемо централни угао \(\alpha\): \[ l = \frac{r \pi \alpha}{180^\circ} \implies 3\pi = \frac{6 \pi \alpha}{180^\circ} \implies 3\pi = \frac{\pi \alpha}{30} \implies \alpha = 90^\circ \]

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: