Přidat otázku mezi oblíbenéZasílat nové odpovědi e-mailemVyřešeno Výpočet objemu válce, který je na hranách zaoblený

Ahoj, hledám nějakého schopného matematika, který by mi pomohl s následující úlohou:
Máme válec, který má poloměr 6mm a výšku 30mm. Na jedné podstavě je zbroušený, aby tam nebyla ostrá hrana. Poloměr čtvrtkruhu, který opisuje zbroušenou hranu je 0,7mm. Jaký je objem válce?

Takhle vypadá ten válec z bočního pohledu - trochu přehnané (sorry, dělané 10 vteřin v Malování):
[http://pc.poradna.net/file/view/2159-valec-jpg]

Takhle jsem postupoval já:

1. Úlohu rozdělíme na dvě části, objem válce o výšce 30mm-0,7mm a poloměru 6mm
2. Vypočteme objem válce 29,3mm a 6mm
3. Rovnice pro kružnici je y = sqrt(2rx − x^2), pro náš případ tedy y = sqrt(2*0,7x − x^2) - to máme rotační těleso o průměru 14mm, potřebujeme ho ještě "protáhnout" na nám vyhovující tvar
4. Celá rovnice tedy bude y = 5,3 + sqrt(2*0,7x − x^2)
5. Zintegrujeme (a tady mám problém, umím zintegrovat třeba x^2 nebo sin(x), ale u tohletoho si nevím rady)
6. Dosadíme a vypočteme

Pokud by mi s tím někdo pomohl, byl bych hodně vděčný. Díky všem za odpovědi!

Předmět Autor Datum
tuhle matematickou ekvilibristiku jsem už zapomněl, ale doporučoval bych ti převést celý problém do…
touchwood 28.10.2009 15:57
touchwood
čtvrtina objemu toroidu :beer::beer::beer: SUPER!!! Tohle by mě nenapadlo :-).
marekdrtic 28.10.2009 15:58
marekdrtic
:-)
touchwood 28.10.2009 16:01
touchwood
Heh, pro mě by bylo jednodušší ten válec vyrobit a poté změřit objem ponořením do kapaliny :-) Matik…
Prasak 28.10.2009 16:27
Prasak
:-) To jsem zkoušel, ale učitelka nám na to dala odměrný válec s dílkama po 5ml a na tom si měř těle…
marekdrtic 28.10.2009 16:30
marekdrtic
Obavam se, ze ctvrtina to neni :-) Kdyz toroid rozriznes presne v polovine prstence v jeho kruhovem…
JR_Ewing 28.10.2009 19:36
JR_Ewing
Taky jsem na to přišel, ale zase to nemusí být tak super přesný, ale i tak by bylo lepší, kdyby se n…
marekdrtic 28.10.2009 19:39
marekdrtic
Je to již hrozně dávno,ale kdysi mi do hlavy Guldinovu větu nebo pravidlo tloukli.
miroslav 28.10.2009 20:50
miroslav
máš pravdu :-) edit: 1/4 by to byla, kdyby to byl válec.
touchwood 28.10.2009 22:46
touchwood
Ten integrál není myslím těžký, udělej si z odmocniny mocninu, a pak postupuj podle vzorce pro integ…
MaSo 28.10.2009 20:53
MaSo
Nakonec jsme to s Markem Dali dohromady (oprasil jsem za pomoci internetu znalosti matematiky). Jde…
JR_Ewing 28.10.2009 21:01
JR_Ewing
Sorry za pozdní odpověď, chtěl bych ještě tady JR_Ewingovi poděkovat za to, že to se mnou dotáhl do…
marekdrtic 29.10.2009 07:25
marekdrtic
naftový magnáte - fuj ty jsi mě vylekal. Nakonec jsme to s Markem Dali - byl jsem na mrtvici, než js…
gambáč 29.10.2009 10:36
gambáč
A to ti ještě uniklo, že se oprasil. :-D poslední
čumil_old 30.10.2009 13:26
čumil_old
Tak to je síla. Ač bývalej vysokoškolák, řešil bych to středoškolsky, tj. plocha podstavy krát výška…
Pavel 29.10.2009 08:40
Pavel
Díky za pochvalu ;-) Výsledek potom vypadá takto (resp. poslední krok úvahy - výsledek): [http://pc.…
marekdrtic 29.10.2009 08:51
marekdrtic
Marku, obávám se, že to máš blbě. (a + b)^2 se nerovná a^2 + b^2, ale musí se to řešit podle vzorce…
MaSo 29.10.2009 09:01
MaSo
jo díky za upozornění, mě se to zdálo taky tak trochu divný, když to teda upravím, tak to bude: [htt…
marekdrtic 29.10.2009 09:15
marekdrtic
Tak i tak to vychází nějak divně (59,458), buď http://integrals.wolfram.com/index.jsp?expr=6.25%2 B5…
marekdrtic 29.10.2009 09:26
marekdrtic
Ty me chces donutit, abych si to zintegroval, co? :-)
JR_Ewing 29.10.2009 09:32
JR_Ewing
Nepřímo zřejmě ano :-).
marekdrtic 29.10.2009 09:47
marekdrtic
klidně to použij, můžeš to udělat jako "kontrolní výpočet" Pokud tě za to bude někdo buzerovat, tak…
touchwood 29.10.2009 11:08
touchwood
Pro učitele je pak největší vyznamenání, když jej jeho žák překoná. Ovsem jak pro ktereho?
JR_Ewing 29.10.2009 11:29
JR_Ewing
Pripomina mi to prvni hodinu matematiky na vysoke skole: "Takze vsechno, co jste se dosud naucili z…
JR_Ewing 29.10.2009 09:30
JR_Ewing
Takže jsem se finálně na úpravu té hrůzy vykváknul :-D. Napíšu tam, že jsem integrál spočítal přes k…
marekdrtic 29.10.2009 10:51
marekdrtic
A kolik vyšlo? Mě vyšlo za 10 vteřin v AutoCADu graficky 3389,059mm^2 Pro takový věci používám výpoč…
ancer 29.10.2009 11:31
ancer
Já jsem počítal objem, nikoliv plochu jak soudím od tvého výsledku v mm^2. Jestli je to překlep, tak…
marekdrtic 29.10.2009 11:35
marekdrtic
Jo, to jsem se upsal, má tam být trojka a je to za celý těleso. Ten "opsanej čtvrtkruh" dává 13,534…
ancer 29.10.2009 11:50
ancer
Jo, tak to by odpovídalo ;-).
marekdrtic 29.10.2009 12:17
marekdrtic
Dalších deset vteřin na kontrolu v 3D CADu (Solid Edge) to potvrdilo :-) ale to už jen maluješ, nic…
ancer 29.10.2009 12:33
ancer
Hanbim sa. Mam 5 skusiek z matiky na vyske, mali sme ako strojari takmer matfyzacku matiku, ktoru so…
fleg 29.10.2009 11:04
fleg
jo, u nás to je taky tak. Ale synátor vypadá, že bude technik jako poleno. Furt maluje schémátka, ma…
touchwood 29.10.2009 11:09
touchwood
Ja mam herca. Zatial sa hra najradsej na Conana.
fleg 29.10.2009 11:10
fleg
Jestli je synátorovi do 14 let, tak doporučuju pořídit stavebnici Fischer Technik nebo Lego Technic,…
marekdrtic 29.10.2009 11:12
marekdrtic
neblbni, jsou mu 3 roky :-)
touchwood 29.10.2009 11:20
touchwood
A už kreslí schémata a mapy? :-). Šikovnej, já začal s tím Fischer Technikem asi v 9 letech.
marekdrtic 29.10.2009 11:29
marekdrtic
jo, zná už všechny číslice a napočítá do 15 (teda když se mu chce) :-), s nápovědou do 20
touchwood 29.10.2009 11:52
touchwood

tuhle matematickou ekvilibristiku jsem už zapomněl, ale doporučoval bych ti převést celý problém do polárních souřadnic a integrovat nad intervalem 0 až 2pí

Buď můžeš integrovat celou plochu, nebo jen spočíst objemy dvou válců ("velký" a "malý" 5,3x0,7mm) plus čtvrtina objemu toroidu.

edit: rovnice pro výpočet objemu toroidu je zde: Torus.html (vzorce 12,13,14)

Obavam se, ze ctvrtina to neni :-)

Kdyz toroid rozriznes presne v polovine prstence v jeho kruhovem prumetu, tak nedostanes objemove stejne casti, to je prece blbost :-)

Mas pravdu v tom, ze k vysledku lze dospet tak, ze vezmes dva valce a zaobleny zbytek, jehoz objem ziskas tak, ze si popises "prurez", tedy ctvrtkruh rovnici v polarnich souradnicich a zintegrujes to o 0 do 2pi.

Ten integrál není myslím těžký, udělej si z odmocniny mocninu, a pak postupuj podle vzorce pro integrování složené funkce.

BTW: Pokud chceš integrálem počítat objem, musíš použí určitý integrál, takže ti tam někde chybí meze...

Nakonec jsme to s Markem Dali dohromady (oprasil jsem za pomoci internetu znalosti matematiky). Jde o vypocet rotacniho telesa pomoci integralu.
V tomto pripade si staci vytvorit rovnici "krivky", v nasem pripade ctvr kruh, posunuty dal od osy X a nechat ho rotovat kolem osy X dosazenim do vzorce

V= pi*(Uctity integryl od a do b(funkce(nadruhou))dx))

Tak to je síla. Ač bývalej vysokoškolák, řešil bych to středoškolsky, tj. plocha podstavy krát výška a ten zbytek nahoře by se taky nějak došudlil. A Marek jako středoškolák to řeší vysokoškolsky přes integrály! Klobouk dolů...

Pavel

Díky za pochvalu ;-)
Výsledek potom vypadá takto (resp. poslední krok úvahy - výsledek):
[http://pc.poradna.net/file/view/2164-objem-jpg]
(ještě to chce malou korekci toho vysvětlení integrál f(x) na druhou dx, předtím jsem si stanovil že jedna jednotka na grafu je jeden milimetr, jen kdyby se někdo zhrozil nad výsledkem v mm^3)

PS: Někde jsem slyšel takový vtip, že středoškolská matematika je k ničemu, protože na vysoký se dozvíš, že vše, co se počítalo na střední složitě se dá spočítat integrály jednoduše! :-).

PS 2: Ještě nevím, jestli to do té laborky vůbec použiju, abych neudělal více škody a zloby než užitku (nespravedlivé známkování v neprospěch mě - "integrálisty" apod.)

klidně to použij, můžeš to udělat jako "kontrolní výpočet"

Pokud tě za to bude někdo buzerovat, tak to není učitel, ale dozorce. Správný učitel by VŽDY měl ocenit snahu, vůli a píli, jakož i neoriginální (nestandardní) řešení.

Já jsem už skoro celé tohle učivo zapomněl (přece jen, >15 let, když to člověk nepoužívá...), ale principy si víceméně pamatuju. Důležité je, že mít takového "zvídavého" studenta je pravda sice někdy pakárna, ale na druhou stranu bych jej nikdy neomezoval v tvůrčím rozletu. Pro učitele je pak největší vyznamenání, když jej jeho žák překoná.

Hanbim sa. Mam 5 skusiek z matiky na vyske, mali sme ako strojari takmer matfyzacku matiku, ktoru som v pohode zvladal, ale bez poznamok by som s tym nepohol. Nakolko cele moje poznamky na vyske boli 2xA4 popisane vzorcami tak sanca, ze ich po rokoch najdem je miziva. Hrozne ako clovek zabuda a hrozne aj to ako to bolo zbytocne vediet;o).
Inak takto narychlo som si spomenul len na per partes a substituciu;o).
Musim pockat pokedy mi vyrastie synator a pojde na strednu a tam si to s nim zase zopakujem, kedze druha polovica rodiny je na matiku lava.

Jestli je synátorovi do 14 let, tak doporučuju pořídit stavebnici Fischer Technik nebo Lego Technic, na tom se naučí stavět i programovat. Já se na Fischer Techniku vyblbnul tak, že už je půlka součástek očesaných, jeden motor v háji, o žárovičkách ani nemluvím, jednou byla přelomená "základní deska", tu jsem si sehnal jinou.

Zpět do poradny Odpovědět na původní otázku Nahoru