Корице уџбеника

V.7. Површина Кружног Прстена

Изабери решење задатка:

Задатак 5

Кратко решење

\( r_1 = 4 \text{ cm} \) \( r_2 = 4 + 4 = 8 \text{ cm} \) \( r_3 = 8 + 4 = 12 \text{ cm} \) \( r_4 = 12 + 4 = 16 \text{ cm} \) \( r_5 = 16 + 4 = 20 \text{ cm} \) Површина плавих делова \( P_{plavo} \) је збир површине централног круга и два кружна прстена: \( P = r^2\pi \) \( P_p = (R^2 - r^2)\pi \) \( P_{plavo} = r_1^2 \pi + (r_3^2 - r_2^2)\pi + (r_5^2 - r_4^2)\pi \) \( P_{plavo} = 4^2 \pi + (12^2 - 8^2)\pi + (20^2 - 16^2)\pi \) \( P_{plavo} = 16\pi + (144 - 64)\pi + (400 - 256)\pi \) \( P_{plavo} = 16\pi + 80\pi + 144\pi = 240\pi \text{ cm}^2 \)

Детаљно решење

Да бисмо израчунали збир површина плавих делова мете са слике 7.5, прво морамо анализирати структуру мете. Мета се састоји од неколико концентричних кругова који формирају централни круг и неколико кружних прстенова.

Корак 1: Анализа полупречника концентричних кругова

На основу слике, видимо да су ширине прстенова једнаке и износе \( d = 4 \text{ cm} \). Централни плави део је круг, а остали плави делови су кружни прстенови. Означимо полупречнике кругова почевши од центра: - Полупречник централног плавог круга: \( r_1 = 4 \text{ cm} \) - Полупречник следећег (белог) круга: \( r_2 = 4 \text{ cm} + 4 \text{ cm} = 8 \text{ cm} \) - Полупречник следећег (плавог) круга: \( r_3 = 8 \text{ cm} + 4 \text{ cm} = 12 \text{ cm} \) - Полупречник следећег (белог) круга: \( r_4 = 12 \text{ cm} + 4 \text{ cm} = 16 \text{ cm} \) - Полупречник спољашњег (плавог) круга: \( r_5 = 16 \text{ cm} + 4 \text{ cm} = 20 \text{ cm} \)

Корак 2: Израчунавање површине централног плавог круга

Централни део је пун круг полупречника \( r_1 = 4 \text{ cm} \). Користимо формулу за површину круга \( P = r^2\pi \): \[ P_1 = r_1^2 \pi = 4^2 \pi = 16\pi \text{ cm}^2 \]

Корак 3: Израчунавање површине средњег плавог прстена

Средњи плави део је кружни прстен ограничен круговима полупречника \( r_3 = 12 \text{ cm} \) и \( r_2 = 8 \text{ cm} \). Користимо формулу за површину прстена \( P_p = (R^2 - r^2)\pi \): \[ P_2 = (r_3^2 - r_2^2) \pi = (12^2 - 8^2) \pi \] \[ P_2 = (144 - 64) \pi = 80\pi \text{ cm}^2 \]

Корак 4: Израчунавање површине спољашњег плавог прстена

Спољашњи плави део је кружни прстен ограничен круговима полупречника \( r_5 = 20 \text{ cm} \) и \( r_4 = 16 \text{ cm} \): \[ P_3 = (r_5^2 - r_4^2) \pi = (20^2 - 16^2) \pi \] \[ P_3 = (400 - 256) \pi = 144\pi \text{ cm}^2 \]

Корак 5: Израчунавање укупног збира површина

Укупну површину плавих делова добијамо сабирањем израчунатих површина: \[ P_{ukupno} = P_1 + P_2 + P_3 \] \[ P_{ukupno} = 16\pi + 80\pi + 144\pi \] \[ P_{ukupno} = 240\pi \text{ cm}^2 \]

Кратак запис решења:

\( P = 4^2 \pi + (12^2 - 8^2)\pi + (20^2 - 16^2)\pi = 16\pi + 80\pi + 144\pi = 240\pi \text{ cm}^2 \)

Најважније из лекције

  • Концентрични кругови су кругови са истим центром.
  • Кружни прстен је део равни између два концентрична круга различитих полупречника (\( r_1 > r_2 \)).
  • Површина кружног прстена рачуна се као разлика површина већег и мањег круга: \( P_p = (r_1^2 - r_2^2)\pi \).
  • Обим кружног прстена рачуна се као збир обима већег и мањег круга: \( O_p = 2r_1\pi + 2r_2\pi \).
Концентрични кругови су кругови који припадају истој равни и имају заједнички центар.
Кружни прстен је део већег круга који се налази изван мањег концентричног круга. Одређен је са два концентрична круга полупречника \( r_1 \) и \( r_2 \), при чему је \( r_1 > r_2 \).
Кружни прстен приказан као осенчена област између два концентрична круга са заједничким центром O. Спољашњи круг има полупречник r_1, а унутрашњи круг има полупречник r_2.
Да би кружни прстен постојао, кругови морају имати исти центар и различите полупречнике.
Површина кружног прстена добија се када се од површине већег круга одузме површина мањег круга.
\[ P_p = r_1^2\pi - r_2^2\pi = (r_1^2 - r_2^2)\pi \] где су \( r_1 \) спољашњи, а \( r_2 \) унутрашњи полупречник прстена (\( r_1 > r_2 \)).
Ако су дата два концентрична круга са површинама \( 121\pi \text{ cm}^2 \) и \( 36\pi \text{ cm}^2 \), површина њиховог кружног прстена је: \[ P_p = 121\pi \text{ cm}^2 - 36\pi \text{ cm}^2 = 85\pi \text{ cm}^2 \]
Израчунај површину кружног прстена ако су дати полупречници концентричних кругова \( r_1 = 7\text{ cm} \) и \( r_2 = 5\text{ cm} \).
Примењујемо формулу за површину: \[ P_p = (7^2 - 5^2)\pi \text{ cm}^2 = (49 - 25)\pi \text{ cm}^2 = 24\pi \text{ cm}^2 \] Одговор: Површина је \( 24\pi \text{ cm}^2 \).
Границу кружног прстена чине две кружнице (већа и мања). Зато је обим кружног прстена једнак збиру обима тих кругова.
\[ O_p = 2r_1\pi + 2r_2\pi \] где су \( r_1 \) и \( r_2 \) полупречници концентричних кругова (\( r_1 > r_2 \)).
Ако су полупречници кругова \( 10\text{ dm} \) и \( 5\text{ dm} \), обим прстена је: \[ O_p = 2 \cdot 10\pi + 2 \cdot 5\pi = 20\pi + 10\pi = 30\pi \text{ dm} \]
Ако је обим већег круга \( 16\pi \text{ cm} \), а мањег \( 6\pi \text{ cm} \), колики је обим кружног прстена који они формирају?
Како је обим кружног прстена једнак збиру обима кругова који га чине: \[ O_p = O_1 + O_2 = 16\pi \text{ cm} + 6\pi \text{ cm} = 22\pi \text{ cm} \]

Задаци за вежбање

Лак: Израчунај површину и обим кружног прстена који је одређен концентричним круговима чији су полупречници \( 8\text{ cm} \) и \( 6\text{ cm} \).
Површина: \[ P_p = (8^2 - 6^2)\pi = (64 - 36)\pi = 28\pi \text{ cm}^2 \] Обим: \[ O_p = 2 \cdot 8\pi + 2 \cdot 6\pi = 16\pi + 12\pi = 28\pi \text{ cm} \]
Средњи: Површина кружног прстена је \( 75\pi \text{ dm}^2 \). Спољашњи полупречник има дужину \( 10\text{ dm} \). Израчунај дужину унутрашњег полупречника тог кружног прстена.
Користимо формулу \( P_p = P_1 - P_2 \), где је \( P_1 \) површина већег круга. \[ 75\pi = 10^2\pi - r_2^2\pi \] \[ 75\pi = 100\pi - r_2^2\pi \] \[ r_2^2\pi = 100\pi - 75\pi = 25\pi \] \[ r_2^2 = 25 \implies r_2 = 5\text{ dm} \] Одговор: Дужина унутрашњег полупречника је \( 5\text{ dm} \).
Тежак: Кружни прстен одређен је описаним и уписаним кругом једнакостраничног троугла чија је страница \( a = 6\sqrt{3}\text{ cm} \). Одреди површину тог кружног прстена.
Прво рачунамо полупречник описаног (\( R \)) и уписаног (\( r \)) круга једнакостраничног троугла: \[ R = \frac{a\sqrt{3}}{3} = \frac{6\sqrt{3} \cdot \sqrt{3}}{3} = \frac{18}{3} = 6\text{ cm} \] \[ r = \frac{a\sqrt{3}}{6} = \frac{6\sqrt{3} \cdot \sqrt{3}}{6} = \frac{18}{6} = 3\text{ cm} \] Површина кружног прстена је: \[ P_p = R^2\pi - r^2\pi = 6^2\pi - 3^2\pi = 36\pi - 9\pi = 27\pi \text{ cm}^2 \] Одговор: Површина прстена је \( 27\pi \text{ cm}^2 \).

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: