Wer kann mir bei dieser Aufgabe weiterhelfen?

2 Antworten

Ich arbeite mit den Formeln und Bezeichnungen aus Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Kugelsegment

Die gesamte Oberfläche des Segments ist (2a² + h²) * Pi, davon ist (a² + h²) * Pi die Kalotte und a² * Pi die Kreisscheibe.

Die Aufgabe verstehe ich so, dass

2.8 = (a² + h²) * Pi / (a² * Pi ) = (a² + h²) / a², also 1.8 a² = h².

Das Volumen ist h * (3a² + h²) * Pi/6 = Wurzel(1.8) * a * 4.8 * a² * Pi/6

= Wurzel(1.8) * 0.8 * a³ * Pi.

Nun brauchen wir nur noch a, das geht mit Pythagoras

r² = (r-h)² + a², woraus 2rh = a² + h² und 2r = 2.8 a² / Wurzel(1.8 a²),

somit a = 2 * 15 * Wurzel(1.8) / 2.8.

Eingesetzt in die Volumenformel

Wurzel(1.8) * 0.8 * (2 * 15 * Wurzel(1.8) / 2.8)³ * Pi = 10015.5.

Die ganze Kugel wäre 14137, deshalb bin ich etwas skeptisch bezüglich meiner Berechnung ....

Vorüberlegung:

Eine Halbkugel hat die Mantelfläche:

M = 2 * π * r²

M = 2 * π * 15²

M = 1413,72 FE

Die Kugel hat mittig die größte Schnittfläche:

A = r² * π

A = 15² * π

A = 706,86 FE

Verhältnis Mantel Halbkugel zu Schnittfläche:

2 : 1

Verkleinert man das Kugelsegment, also den Radius der Schnittfläche, so verkleinert sich auch das Verhältnis von Mantelfläche zu Schnittfläche. Das Verhältnis 2,8 : 1 kann durch ein kleineres Segment nicht erreicht werden.

Daher ist davon auszugehen, dass das Kugelsegment größer ist, als eine Halbkugel.

Auf dieser Basis sollte eine Lösung möglich sein.