กรวย (Cone) หมายถึง รูปเรขาคณิตสามมิติที่มีฐานเป็นรูปวงกลม มียอดแหลมที่ไม่อยู่ในระนาบเดียวกันกับฐาน และเส้นที่ต่อระหว่างจุดยอดกับจุดใดๆ บนขอบของฐานเป็นส่วนของเส้นตรง
ปริมาตรของกรวย = 1/3(πr2h) (เมื่อ r คือรัศมีของฐานกรวย และ h คือส่วนสูงของกรวย)
พื้นที่ผิวกรวย = πr(r + h) (เมื่อ r คือรัศมีของฐานกรวย และ h คือส่วนสูงของกรวย)
หลักในการทำโจทย์พื้นที่ผิว-ปริมาตรของกรวย
- แทนค่าตามสูตรให้ถูกต้อง และในการคำนวณแทนค่า π ตามโจทย์ หรือถ้าโจทย์ไม่กำหนด สามารถติดในรูป π ไว้ได้
- การคำนวณเกี่ยวกับเรื่องกรวยตัดยอดสามารถใช้อัตราส่วนปริมาตรและอัตราส่วนด้านที่สมนัยหรือใช้สามเหลี่ยมคล้ายมาช่วย
- การหาปริมาตรของเหลวที่บรรจุอยู่ภายในกรวย ใช้หลักการเดียวกับการคำนวณปริมาตรกรวยตัดยอด
- การประยุกต์กรวยในรูปแบบต่างๆ ให้ยึดส่วนสูงกรวยและรัศมีฐานของกรวยด้วย
- สามารถประยุกต์กรวยกับทรงกระบอกได้ เพราะ ทรงกระบอกมีปริมาตรเป็น 3 เท่าของปริมาตรกรวย
ตัวอย่าง เซกเตอร์วงกลมอันหนึ่งทำมุมที่จุดศูนย์กลาง 135 องศา มีรัศมี 64 เซนติเมตร นำมาทำเป็นกรวย จงหาปริมาตรกรวยที่ ได้จากเซกเตอร์นี้
วิธีทำ
จากรูป l = 64, เนื่องจากมุมที่จุดศูนย์กลางมีขนาด 135 องศา จะมีพื้นที่คิดเป็น 135/360 = 3/8 เท่าของวงกลม
ดังนั้น เส้นรอบวงก็จะต้องยาว 3/8 เท่าของวงกลมเช่นกัน จากเส้นรอบวงกลม = 2πR เมื่อ R คือรัศมีของวงกลม
จะได้ว่า เซกเตอร์มีส่วนโค้งยาว 3/8 × 2π(64) = 48π เซนติเมตร
จากรูป r = 48π/2π = 24 เซนติเมตร โดยทฤษฎีบทพีทากอรัส ; h2 + r2 = l2
จะได้ h2 = 4096 – 576 = 3520 ; h = 8(551/2) เซนติเมตร
ปริมาตรกรวย = 1/3(πr2h) (เมื่อ r คือรัศมีของฐานกรวย และ h คือส่วนสูงของกรวย)
= 1/3(π)(576)(8(551/2)) = 1536(551/2)π ลูกบาศก์เซนติเมตร
ตอบ กรวยมีปริมาตร 1536(551/2)π ลูกบาศก์เซนติเมตร
ตัวอย่าง กรวยตัดยอดอันหนึ่งมีรัศมีส่วนบน 7 หน่วย และมีรัศมีฐาน 14 หน่วย มีส่วนสูง 22 หน่วย จงหาปริมาตรของกรวยตัด ยอดอันนี้
วิธีทำ พิจารณาโจทย์ สามารถคิดปริมาตรกรวยตัดยอดจากหลักการสามเหลี่ยมคล้ายกับอัตราส่วนด้านที่สมนัย
จากรูปจะได้ว่า r/R = h1/(h1 + h2); 7/14 = h1/(h1 + 22)
7(h1 + 22) = 14(h1)
154 = 7(h1)
ดังนั้น h1 = 22 หน่วย เห็นชัดว่ากรวยถูกตัดครึ่ง ดังนั้น กรวยตัดยอดมีปริมาตร
1/3(π)(72)(22) = 1/3(π)(49)(22) = 1078/3(π) ลูกบาศก์หน่วย
ตอบ กรวยตัดยอดมีปริมาตร 1078/3(π) ลูกบาศก์หน่วย
https://mathsm3areaandvolume.wordpress.com/2015/08/30/กรวย-cone/
|