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Aufgabe:

Ein Getreidesilo ist 16 m hoch. Vereinfacht dargestellt besteht
er aus einem Zylinder mit einer aufgesetzten Halbkugel.
a)Bestimme das Volumen eines insgesamt 16 m hohen Silos
in Abhängigkeit vom Radius x des Zylinders.
b) Die Innenwand des zylinderförmigen Teils soll mit einem
Spezialanstrich versehen werden. Wie groß ist die Größe
der Fläche, die gestrichen werden muss, in Abhängigkeit
vom Radius x?


Problem/Ansatz:

wir haben das Thema gerade in der Schule und haben diese Hausaufgabe in der Schule aufgekommen nun ist das Problem das, dass für mich zu schnell war und ich bin nicht ganz mitgekommen mit dem Aufstellen der Gleichung...

Wäre super wenn mir jemand helfen könnte!

20190925_225609.jpg

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Aloha :)

a) Der Radius des Zylinders ist \(x\), dann ist auch der Radius der aufgesetzten Halbkugel gleich \(x\). Das Volumen der Halbkugel ist \(\frac{1}{2}\cdot\frac{4}{3}\pi\,x^3=\frac{2}{3}\pi\,x^3\). Der gesamte Turm ist 16m hoch. Da die Halbkugel den Radius \(x\) hat, hat sie auch die Höhe \(x\). Der zylindrische Teil hat daher die Höhe \(16-x\). Seine Grundfläche ist ein Kreis mit der Fläche \(\pi\,x^2\). Das Volumen des zylindrischen Teils ist also \(\pi\,x^2(16-x)\). Insgesamt ist das Volumen:

$$V=\frac{2}{3}\pi\,x^3+\pi\,x^2(16-x)=\frac{2}{3}\pi\,x^3+16\pi\,x^2-\pi\,x^3=16\pi x^2-\frac{1}{3}\pi\,x^3$$b) Wenn man den zylindrischen Teil entlang der Höhe aufschneidet und flach ausrollt, entrollt sich die kreisrunde Grundfläche auf die Länge \(2\pi\,x\). Zusammen mit der Höhe \((16-x)\) erhalten wir als Innenfläche:

$$F=2\pi\,x(16-x)=32\pi\,x-2\pi\,x^2$$

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Wie kommt man beim gesamten Volumen auf die 1?

Dort steht: V= 2/3 pi x^3 + 1

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