Was hat bei gleichem Volumen größere Oberfläche, ein Quader oder eine Kugel?

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Ist das Volumen eines Würfels mit Vw gegeben, ist die Seite s = Vw^(1/3) lang. Die Oberfläche ist dann Ow = s^2 * 6 = Vw^(2/3) * 6

Ist das Volumen einer Kugel mit Vk gegeben, ist r = (Vk * 3/4 * 1/pi)^(1/3). Die Oberfläche ist dann Ok = 4 * pi * r^2 = 4 * pi * (Vk * 3/4 * 1/pi)^(2/3) =
4 * pi * Vk^(2/3) * (3/4 * 1/pi)^(2/3).

Gilt Vw = Vk, ist also entscheidend ob

6 > 4 * pi * (3/4 * 1/pi)^(2/3) gilt.

Diese Ungleichung ist erfüllt, denn 4 * pi * (3/4 * 1/pi)^(2/3) = 4,8359...

Die Oberfläche der Kugel ist also immer um den Faktor 4,8359... / 6 = 0,80599... kleiner.

surbahar53  05.10.2017, 13:30

... und was ich nie vermutet hätte, dass das Verhältnis der Oberfläche der beiden Körper eine Konstante ist. Vielen Dank für diese Frage !

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Die Kugel hat von allen Körpern die kleinste Oberfläche bei vergleichbarem Volumen. Also muß es zwangsläufig der Quader sein.

also ausm bauch raus Quader.

aber das kann man ja errechnen.

einfach 10m³ als volumen annehmen. dann die formlen nach einer unbekannten auflösen. und dann mit dieser unbekannten die man dann ja kennt die oberfläche berechnen.

ToniKim 
Fragesteller
 05.10.2017, 10:44

Warum 10 und nicht 1mmm?

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Nayes2020  05.10.2017, 10:48
@ToniKim

mit 1 ist es natürlich besser weil man nicht am ende durch 10 teilen muss. aber meine nachhillfeerfahrung zeigt das viele schwierigkeit haben wenn da keine "richtige Zahl" ist.

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Ich würde auch sagen der Quader. Bsp. ein Würfel ist ja auch ein Quader, eben mit gleich langen Kantenlängen. Ein Würfel, der 1000 Liter Wasser enthält, hat eine Kantenlänge von 1m und somit eine Oberfläche von 6m².

Eine Kugel, die 1000 Liter Wasser enthält, hat einen Radius von ca.0,62m (Formel V= 4/3 x pi x r³ entsprechend umstellen). Den Radius in die Formel A=4 x Pi x r² eingesetzt kommt man auf eine Oberfläche von ca. 4,83m²

Alle diese Angaben sind wie immer ohne Gewähr    :-)

Ich denke auch, dass es der Quader sein muss.