ប្រវត្តិធរណីមាត្រសូលីត និង Archimedes ការសិក្សាអំពីសូលីតធរណីមាត្រ (Solid Geometry) គឺជាកំពូលនៃធរណីមាត្របុរាណ។ គណិតវិទូក្រិកដ៏មហិមា Archimedes នៃស៊ីរ៉ាគូស (c. 287–212 មុន គ.ស) ត្រូវបានចាត់ទុកជាបិតានៃការគណនាផ្ទៃ និងមាឌនៃសូលីតកោង។
ស្នាដៃដ៏ល្បីល្បាញបំផុតរបស់លោកគឺគម្ពីរ On the Sphere and Cylinder ដែលលោកបានស្រាយបញ្ជាក់ថា មាឌ និងផ្ទៃក្រឡានៃស្វ៊ែរ តែងតែស្មើនឹង \(\frac{2}{3}\) នៃមាឌ និងផ្ទៃក្រឡាទាំងអស់នៃស៊ីឡាំងចារឹកក្រៅស្វ៊ែរនោះជានិច្ច។ Archimedes ចាត់ទុករបកគំហើញនេះជាសមិទ្ធផលខ្ពស់បំផុតក្នុងជីវិតរបស់លោក រហូតដល់បានផ្តាំផ្ញើឱ្យគេឆ្លាក់រូបចម្លាក់ស្វ៊ែរក្នុងស៊ីឡាំងនៅលើផ្នូររបស់លោក។
ពីរ៉ាមីត និងកោណ
ពីរ៉ាមីតនិយ័ត
ពីរ៉ាមីតនិយ័ត ជាពីរ៉ាមីតដែលមានបាតជាពហុកោណនិយ័ត ហើយកំពូលរបស់វាធ្លាក់ចំផ្ចិតនៃបាត។
ចំពោះពីរ៉ាមីតនិយ័តដែលមានបរិមាត្របាត \(p\), ផ្ទៃបាត \(S_B\), កម្ពស់ \(h\) និងអាប៉ូតែម \(a\) ៖
ផ្ទៃក្រឡាខាង ៖ \(S_L = \dfrac{1}{2} p a\)
ផ្ទៃក្រឡាទាំងអស់ ៖ \(S_T = S_B + S_L\)
មាឌ ៖ \(V = \dfrac{1}{3} S_B h\)
កោណបរិវត្ត
កោណ ជាសូលីតដែលកើតឡើងពីការបង្វិលត្រីកោណកែងមួយជុំវិញជ្រុងជាប់មុំកែងមួយរបស់វា។
ចំពោះកោណដែលមានកាំបាត \(R\), កម្ពស់ \(h\) និងជនេត្រ \(a\) ៖
ទំនាក់ទំនងវិមាត្រ ៖ \(a^2 = R^2 + h^2\)
ផ្ទៃក្រឡាបាត ៖ \(S_B = \pi R^2\)
ផ្ទៃក្រឡាខាង ៖ \(S_L = \pi R a\)
ផ្ទៃក្រឡាទាំងអស់ ៖ \(S_T = \pi R(R + a)\)
មាឌ ៖ \(V = \dfrac{1}{3} \pi R^2 h\)
កោណមួយមានកាំបាត \(R = 3\,\text{cm}\) និងកម្ពស់ \(h = 4\,\text{cm}\)។ គណនាជនេត្រ ផ្ទៃក្រឡាទាំងអស់ និងមាឌ។
ជនេត្រ ៖ \(a = \sqrt{R^2 + h^2} = \sqrt{3^2 + 4^2} = 5\,\text{cm}\)
ផ្ទៃក្រឡាទាំងអស់ ៖ \(S_T = \pi R(R+a) = \pi \times 3(3+5) = 24\pi\,\text{cm}^2\)
មាឌ ៖ \(V = \dfrac{1}{3}\pi R^2 h = \dfrac{1}{3}\pi (3^2)(4) = 12\pi\,\text{cm}^3\)
ពីរ៉ាមីតនិយ័តមួយមានបាតជាការេជ្រុង \(6\,\text{cm}\) និងកម្ពស់ \(4\,\text{cm}\)។ គណនាអាប៉ូតែម ផ្ទៃក្រឡាខាង និងមាឌ។
ស្វ៊ែរ និងប៊ូល
ស្វ៊ែរ ជាផ្ទៃកោងបិទជិតដែលគ្រប់ចំណុចនៅលើផ្ទៃរបស់វាមានចម្ងាយស្មើគ្នានឹង \(R\) ពីចំណុចនឹងមួយហៅថាផ្ចិត \(O\)។ ប៊ូល ជាសូលីតដែលខណ្ឌដោយស្វ៊ែរ (រាប់បញ្ចូលទាំងផ្ទៃ និងផ្នែកខាងក្នុង)។
ចំពោះស្វ៊ែរកាំ \(R\) និងអង្កត់ផ្ចិត \(D = 2R\) ៖
ផ្ទៃក្រឡាស្វ៊ែរ ៖
\[S = 4\pi R^2 = \pi D^2\]មាឌប៊ូល ៖
\[V = \frac{4}{3}\pi R^3 = \frac{1}{6}\pi D^3\]
គណនាផ្ទៃក្រឡា និងមាឌប៊ូលដែលមានកាំ \(R = 6\,\text{cm}\)។
ផ្ទៃក្រឡា ៖ \(S = 4\pi R^2 = 4\pi (6^2) = 144\pi\,\text{cm}^2\)
មាឌ ៖ \(V = \dfrac{4}{3}\pi R^3 = \dfrac{4}{3}\pi (6^3) = 288\pi\,\text{cm}^3\)
ស្វ៊ែរមួយមានផ្ទៃក្រឡា \(100\pi\,\text{cm}^2\)។ គណនាកាំ \(R\) និងមាឌនៃប៊ូលនោះ។
ផលធៀបផ្ទៃក្រឡា និងផលធៀបមាឌនៃសូលីតដូចគ្នា
កាលណាសូលីតពីរដូចគ្នាតាមផលធៀបវិមាត្រ \(k = \dfrac{l'}{l}\) ៖
ផលធៀបបរិមាត្រ ឬធាតុលីនេអ៊ែរត្រូវគ្នាគឺ ៖ \(\dfrac{p'}{p} = k\)
ផលធៀបរវាងផ្ទៃក្រឡាត្រូវគ្នាគឺ ៖ \(\dfrac{S'}{S} = k^2\)
ផលធៀបរវាងមាឌត្រូវគ្នាគឺ ៖ \(\dfrac{V'}{V} = k^3\)
សូលីតពីរដូចគ្នាមានផលធៀបវិមាត្រ \(k = \dfrac{1}{3}\)។ បើសូលីតធំមានមាឌ \(270\,\text{cm}^3\) រកមាឌសូលីតតូច។
ផលធៀបមាឌនៃសូលីតទាំងពីរ ៖ \(\dfrac{V'}{V} = k^3 = \left(\dfrac{1}{3}\right)^3 = \dfrac{1}{27}\)
មាឌនៃសូលីតតូច ៖ \(V' = \dfrac{1}{27} \times 270 = 10\,\text{cm}^3\)
គូបពីរមានផលធៀបផ្ទៃក្រឡាទាំងអស់ស្មើ \(\dfrac{4}{9}\)។ គណនាផលធៀបជ្រុង និងផលធៀបមាឌនៃគូបទាំងពីរ។
លំហាត់អនុវត្តន៍
គណនាផ្ទៃក្រឡាខាង ផ្ទៃក្រឡាទាំងអស់ និងមាឌនៃពីរ៉ាមីតបាតការេដែលមានជ្រុងបាត \(a = 6\,\text{cm}\) និងអាប៉ូតែម \(5\,\text{cm}\)។
មើលដំណោះស្រាយ
ពីរ៉ាមីតបាតការេមាន \(a = 6\,\text{cm}\), អាប៉ូតែម \(a_p = 5\,\text{cm}\) ៖
បរិមាត្របាត ៖ \(p = 4 \times 6 = 24\,\text{cm}\)
ផ្ទៃក្រឡាខាង ៖ \(S_L = \dfrac{1}{2} p a_p = \dfrac{1}{2} \times 24 \times 5 = 60\,\text{cm}^2\)
ផ្ទៃក្រឡាបាត ៖ \(S_B = 6^2 = 36\,\text{cm}^2\)
ផ្ទៃក្រឡាទាំងអស់ ៖ \(S_T = 36 + 60 = 96\,\text{cm}^2\)
កម្ពស់ ៖ \(h = \sqrt{5^2 - 3^2} = 4\,\text{cm}\)
មាឌ ៖ \(V = \dfrac{1}{3} S_B h = \dfrac{1}{3} \times 36 \times 4 = 48\,\text{cm}^3\)
គណនាផ្ទៃក្រឡាខាង ផ្ទៃក្រឡាទាំងអស់ និងមាឌនៃកោណដែលមានកាំ \(R = 6\,\text{cm}\) និងកម្ពស់ \(h = 8\,\text{cm}\)។
មើលដំណោះស្រាយ
កោណមាន \(R = 6\,\text{cm}, h = 8\,\text{cm}\) ៖
ជនេត្រ ៖ \(a = \sqrt{6^2 + 8^2} = \sqrt{100} = 10\,\text{cm}\)
ផ្ទៃក្រឡាខាង ៖ \(S_L = \pi R a = \pi \times 6 \times 10 = 60\pi\,\text{cm}^2\)
ផ្ទៃក្រឡាទាំងអស់ ៖ \(S_T = \pi R(R+a) = \pi \times 6(6+10) = 96\pi\,\text{cm}^2\)
មាឌ ៖ \(V = \dfrac{1}{3}\pi R^2 h = \dfrac{1}{3}\pi \times 6^2 \times 8 = 96\pi\,\text{cm}^3\)
គណនាផ្ទៃក្រឡា និងមាឌនៃស្វ៊ែរដែលមានកាំ ៖ ក) \(R = 3\,\text{cm}\), ខ) \(R = 6\,\text{cm}\), គ) \(R = 1.5\,\text{dm}\), ឃ) \(R = 7\,\text{m}\)។
មើលដំណោះស្រាយ
គណនាផ្ទៃក្រឡា \(S = 4\pi R^2\) និងមាឌ \(V = \dfrac{4}{3}\pi R^3\) ៖
ក) \(R = 3\,\text{cm} \implies S = 36\pi\,\text{cm}^2, V = 36\pi\,\text{cm}^3\)
ខ) \(R = 6\,\text{cm} \implies S = 144\pi\,\text{cm}^2, V = 288\pi\,\text{cm}^3\)
គ) \(R = 1.5\,\text{dm} \implies S = 9\pi\,\text{dm}^2, V = 4.5\pi\,\text{dm}^3\)
ឃ) \(R = 7\,\text{m} \implies S = 196\pi\,\text{m}^2, V = \dfrac{1372}{3}\pi\,\text{m}^3\)
ស្វ៊ែរមួយមានផ្ទៃក្រឡា \(64\pi\,\text{cm}^2\)។ គណនាកាំ \(R\) និងមាឌនៃប៊ូលនោះ។
មើលដំណោះស្រាយ
គេមាន \(S = 4\pi R^2 = 64\pi \implies R^2 = 16 \implies R = 4\,\text{cm}\)។ មាឌនៃប៊ូលគឺ ៖
ប៊ូលមួយមានមាឌ \(288\pi\,\text{cm}^3\)។ គណនាកាំ \(R\) និងផ្ទៃក្រឡាស្វ៊ែរ។
មើលដំណោះស្រាយ
គេមាន \(V = \dfrac{4}{3}\pi R^3 = 288\pi \implies R^3 = 216 \implies R = 6\,\text{cm}\)។ ផ្ទៃក្រឡាស្វ៊ែរគឺ ៖
កោណមួយមានកម្ពស់ \(24\,\text{cm}\) និងមាឌ \(800\pi\,\text{cm}^3\)។ គណនាកាំបាត និងផ្ទៃក្រឡាខាងនៃកោណ។
មើលដំណោះស្រាយ
គេមាន \(h = 24\,\text{cm}\) និង \(V = 800\pi\,\text{cm}^3\) ៖
ស៊ីឡាំងមួយមានកាំបាត \(R = 5\,\text{cm}\) និងកម្ពស់ \(h = 12\,\text{cm}\)។ គណនាផ្ទៃក្រឡាទាំងអស់ និងមាឌ។
មើលដំណោះស្រាយ
ស៊ីឡាំងមាន \(R = 5\,\text{cm}, h = 12\,\text{cm}\) ៖
ផ្ទៃក្រឡាខាង ៖ \(S_L = 2\pi Rh = 2\pi \times 5 \times 12 = 120\pi\,\text{cm}^2\)
ផ្ទៃក្រឡាទាំងអស់ ៖ \(S_T = 2\pi R(R+h) = 2\pi \times 5(5+12) = 170\pi\,\text{cm}^2\)
មាឌ ៖ \(V = \pi R^2 h = \pi \times 5^2 \times 12 = 300\pi\,\text{cm}^3\)
គេដាក់កោណមួយដែលមានកាំ \(R = 5\,\text{cm}, h = 12\,\text{cm}\) ចូលក្នុងស៊ីឡាំងដែលមានវិមាត្រដូចគ្នា។ គណនាមាឌចន្លោះទទេរវាងសូលីតទាំងពីរ។
មើលដំណោះស្រាយ
មាឌស៊ីឡាំងគឺ \(V_{\text{cyl}} = \pi R^2 h = 300\pi\,\text{cm}^3\)។ មាឌកោណគឺ \(V_{\text{cone}} = \dfrac{1}{3} V_{\text{cyl}} = 100\pi\,\text{cm}^3\)។ មាឌចន្លោះទទេរវាងសូលីតទាំងពីរគឺ ៖
កន្លះស្វ៊ែរមួយមានកាំ \(R = 6\,\text{cm}\)។ គណនាផ្ទៃក្រឡាខាង ផ្ទៃក្រឡាទាំងអស់ និងមាឌនៃកន្លះប៊ូល។
មើលដំណោះស្រាយ
កន្លះស្វ៊ែរកាំ \(R = 6\,\text{cm}\) ៖
ផ្ទៃក្រឡាខាង (ផ្ទៃកោង) ៖ \(S_L = 2\pi R^2 = 2\pi \times 36 = 72\pi\,\text{cm}^2\)
ផ្ទៃក្រឡាទាំងអស់ ៖ \(S_T = 3\pi R^2 = 3\pi \times 36 = 108\pi\,\text{cm}^2\)
មាឌ ៖ \(V = \dfrac{2}{3}\pi R^3 = \dfrac{2}{3}\pi \times 216 = 144\pi\,\text{cm}^3\)
សូលីតមួយផ្សំឡើងពីកោណ និងកន្លះស្វ៊ែរដែលមានបាតរួមគ្នាកាំ \(R = 3\,\text{cm}\) និងកោណមានកម្ពស់ \(h = 4\,\text{cm}\)។ គណនាផ្ទៃក្រឡា និងមាឌសរុបនៃសូលីត។
មើលដំណោះស្រាយ
សូលីតផ្សំពីកោណ និងកន្លះស្វ៊ែរកាំ \(R = 3\,\text{cm}, h = 4\,\text{cm}\) ៖ ជនេត្រកោណ ៖ \(a = \sqrt{3^2 + 4^2} = 5\,\text{cm}\)។ ផ្ទៃក្រឡាទាំងអស់ ៖
សរសេររូបមន្តផ្ទៃក្រឡា និងមាឌនៃសូលីតដែលផ្សំឡើងពីស៊ីឡាំងកណ្តាល និងកន្លះស្វ៊ែរពីរសងខាង។
មើលដំណោះស្រាយ
សូលីតរាងត្រសក់ (ស៊ីឡាំងកណ្តាល និងកន្លះស្វ៊ែរពីរសងខាងកាំ \(R\)) ៖ ផ្ទៃក្រឡាទាំងអស់ស្មើផ្ទៃខាងស៊ីឡាំងបូកផ្ទៃស្វ៊ែរពេញ ៖ \(S = 2\pi Rh + 4\pi R^2\)។ មាឌទាំងអស់ស្មើមាឌស៊ីឡាំងបូកមាឌប៊ូលពេញ ៖ \(V = \pi R^2 h + \dfrac{4}{3}\pi R^3\)។
ពីរ៉ាមីតនិយ័តបាតការេមានជ្រុងបាត \(8\,\text{cm}\) និងកម្ពស់ \(3\,\text{cm}\)។ គណនាប្រវែងអាប៉ូតែម និងផ្ទៃក្រឡាខាង។
មើលដំណោះស្រាយ
ពីរ៉ាមីតបាតការេជ្រុង \(8\,\text{cm}, h = 3\,\text{cm}\) ៖ ចម្ងាយពីផ្ចិតបាតទៅជ្រុងគឺ \(\dfrac{8}{2} = 4\,\text{cm}\)។ អាប៉ូតែម ៖ \(a = \sqrt{h^2 + 4^2} = \sqrt{3^2 + 4^2} = 5\,\text{cm}\)។ បរិមាត្របាត ៖ \(p = 4 \times 8 = 32\,\text{cm}\)។ ផ្ទៃខាង ៖ \(S_L = \dfrac{1}{2} p a = \dfrac{1}{2} \times 32 \times 5 = 80\,\text{cm}^2\)។
គេកាត់កោណមួយដោយប្លង់ស្របនឹងបាតត្រង់ចំណុចកណ្តាលកម្ពស់។ បង្ហាញថាផ្ទៃកោណតូចស្មើ \(\frac{1}{4}\) នៃផ្ទៃកោណធំ និងមាឌកោណតូចស្មើ \(\frac{1}{8}\) នៃមាឌកោណធំ។
មើលដំណោះស្រាយ
ផលធៀបដំណូចគឺ \(k = \dfrac{h'}{h} = \dfrac{1}{2}\)។ ផលធៀបផ្ទៃក្រឡា ៖ \(\dfrac{S'}{S} = k^2 = \left(\dfrac{1}{2}\right)^2 = \dfrac{1}{4}\)។ ផលធៀបមាឌ ៖ \(\dfrac{V'}{V} = k^3 = \left(\dfrac{1}{2}\right)^3 = \dfrac{1}{8}\)។
ពីលំហាត់ ១៣ គណនាមាឌនៃកំណាត់កោណបើកោណធំមានមាឌ \(240\,\text{cm}^3\)។
មើលដំណោះស្រាយ
មាឌកោណតូចគឺ \(V' = \dfrac{1}{8} V = \dfrac{1}{8} \times 240 = 30\,\text{cm}^3\)។ មាឌនៃកំណាត់កោណគឺ ៖
ពីរ៉ាមីតកាត់ (Frustum of pyramid) មានបាតធំជាការេជ្រុង \(10\,\text{cm}\), បាតតូចជាការេជ្រុង \(4\,\text{cm}\) និងកម្ពស់ \(6\,\text{cm}\)។ គណនាមាឌនៃកំណាត់ពីរ៉ាមីត។
មើលដំណោះស្រាយ
កំណាត់ពីរ៉ាមីតបាតការេ \(a_1 = 10\,\text{cm}, a_2 = 4\,\text{cm}, h = 6\,\text{cm}\) ៖ ផ្ទៃបាត ៖ \(S_1 = 10^2 = 100\,\text{cm}^2, S_2 = 4^2 = 16\,\text{cm}^2\)។ រូបមន្តមាឌ ៖
សូលីតពីរដូចគ្នាមានផលធៀបវិមាត្រ \(k = \frac{2}{3}\)។ បើសូលីតតូចមានផ្ទៃក្រឡា \(36\,\text{cm}^2\) គណនាផ្ទៃក្រឡាសូលីតធំ។
មើលដំណោះស្រាយ
ផលធៀបវិមាត្រគឺ \(k = \dfrac{2}{3} \implies \dfrac{S_1}{S_2} = k^2 = \dfrac{4}{9}\)។
ពីលំហាត់ ១៦ បើសូលីតធំមានមាឌ \(135\,\text{cm}^3\) គណនាមាឌសូលីតតូច។
មើលដំណោះស្រាយ
ផលធៀបមាឌគឺ \(\dfrac{V_1}{V_2} = k^3 = \left(\dfrac{2}{3}\right)^3 = \dfrac{8}{27}\)។
គូបពីរមានផលធៀបផ្ទៃក្រឡាស្មើ \(\frac{16}{25}\)។ គណនាផលធៀបជ្រុង និងផលធៀបមាឌនៃគូបទាំងពីរ។
មើលដំណោះស្រាយ
ផលធៀបផ្ទៃក្រឡា \(\dfrac{S_1}{S_2} = \dfrac{16}{25} \implies k = \sqrt{\dfrac{16}{25}} = \dfrac{4}{5}\)។ ផលធៀបជ្រុងគឺ \(\dfrac{4}{5}\)។ ផលធៀបមាឌគឺ \(\dfrac{V_1}{V_2} = k^3 = \left(\dfrac{4}{5}\right)^3 = \dfrac{64}{125}\)។
ពីលំហាត់ ១៨ បើគូបតូចមានម៉ាស \(32\,\text{g}\) គណនាម៉ាសគូបធំ (ធ្វើពីសារធាតុតែមួយ)។
មើលដំណោះស្រាយ
ដោយវត្ថុធាតុដូចគ្នា ដង់ស៊ីតេស្មើគ្នា នាំឱ្យផលធៀបម៉ាសស្មើនឹងផលធៀបមាឌ ៖
ផ្លែឪឡឹកតូចពីរមានតម្លៃស្មើផ្លែឪឡឹកធំមួយ។ កាំផ្លែតូចស្មើ \(\frac{1}{2}\) នៃកាំផ្លែធំ។ តើទិញមួយណាបានចំណេញជាង?
មើលដំណោះស្រាយ
កាំឪឡឹកតូច \(R_1 = \dfrac{1}{2} R_2\) នាំឱ្យមាឌឪឡឹកតូចគឺ ៖ \(V_1 = \left(\dfrac{1}{2}\right)^3 V_2 = \dfrac{1}{8} V_2\)។ ឪឡឹកតូចពីរមានមាឌសរុបគឺ \(2 \times \dfrac{1}{8} V_2 = \dfrac{1}{4} V_2\)។ ដោយតម្លៃស្មើនឹងឪឡឹកធំមួយដែលមានមាឌ \(V_2\) អ្នកទិញត្រូវរើស ឪឡឹកធំមួយ ទើបចំណេញជាងឆ្ងាយ (បានសាច់ច្រើនជាង ៤ ដង)។
ម៉ាស៊ីនបោកខោអាវស៊ីឡាំងពីរ វិមាត្រតូចស្មើ \(\frac{9}{10}\) នៃវិមាត្រធំ តម្លៃម៉ាស៊ីនតូចស្មើ \(\frac{7}{10}\) នៃម៉ាស៊ីនធំ។ គណនាផលធៀបសមត្ថភាព និងប្រៀបធៀបចំណេញ។
មើលដំណោះស្រាយ
ផលធៀបវិមាត្រគឺ \(k = \dfrac{9}{10} \implies\) ផលធៀបមាឌ (ចំណុះ) គឺ \(k^3 = \left(\dfrac{9}{10}\right)^3 = 0.729 = 72.9\%\)។ ផលធៀបតម្លៃគឺ \(\dfrac{7}{10} = 0.70 = 70\%\)។ ចំណុះធ្លាក់ចុះមក \(72.9\%\) តែតម្លៃថយមក \(70\%\) ដូច្នេះម៉ាស៊ីនតូចមានតម្លៃធូរថ្លៃជាងបន្តិចធៀបនឹងសមត្ថភាព។
គូបមួយមានជ្រុង \(2a\)។ ក្នុងគូបនោះមានស៊ីឡាំងកាំ \(a\) កម្ពស់ \(2a\)។ គណនាផលធៀបមាឌស៊ីឡាំងទៅមាឌគូប។
មើលដំណោះស្រាយ
មាឌគូប ៖ \(V_{\text{cube}} = (2a)^3 = 8a^3\)។ មាឌស៊ីឡាំងកាំ \(a\) កម្ពស់ \(2a\) ៖ \(V_{\text{cyl}} = \pi a^2 (2a) = 2\pi a^3\)។ ផលធៀបមាឌ ៖
ក្នុងកោណកាំ \(R\) កម្ពស់ \(h\) មានស៊ីឡាំងកាំ \(\frac{R}{2}\) ចារឹកក្នុង។ គណនាកម្ពស់ និងមាឌស៊ីឡាំងជាអនុគមន៍នៃ \(R, h\)។
មើលដំណោះស្រាយ
តាមត្រីកោណដូចគ្នាក្នុងមុខកាត់ ៖ \(\dfrac{h - h_{\text{cyl}}}{h} = \dfrac{R/2}{R} = \dfrac{1}{2} \implies h_{\text{cyl}} = \dfrac{h}{2}\)។ មាឌស៊ីឡាំងគឺ ៖
ដុំដែកមានរាងជាគូបជ្រុង \(6\,\text{cm}\) ត្រូវបានគេយកទៅស្លរំលាយធ្វើជាគ្រាប់ឃ្លីស្វ៊ែរកាំ \(1\,\text{cm}\)។ រកចំនួនគ្រាប់ឃ្លីអតិបរមាដែលអាចធ្វើបាន (យក \(\pi = 3\))។
មើលដំណោះស្រាយ
មាឌគូបគឺ \(V_{\text{cube}} = 6^3 = 216\,\text{cm}^3\)។ មាឌគ្រាប់ឃ្លីស្វ៊ែរកាំ \(1\,\text{cm}\) យក \(\pi = 3\) គឺ ៖ \(V_{\text{sphere}} = \dfrac{4}{3}(3)(1)^3 = 4\,\text{cm}^3\)។ ចំនួនគ្រាប់ឃ្លីអតិបរមាគឺ ៖
ធុងស៊ីឡាំងកាំ \(10\,\text{cm}\) មានទឹក។ គេទម្លាក់ដុំដែកស្វ៊ែរកាំ \(6\,\text{cm}\) ចូល។ តើទឹកក្នុងធុងកើនឡើងកម្ពស់ប៉ុន្មាន?
មើលដំណោះស្រាយ
មាឌស្វ៊ែរកាំ \(6\,\text{cm}\) គឺ \(V = \dfrac{4}{3}\pi (6)^3 = 288\pi\,\text{cm}^3\)។ តាង \(x\) ជាកម្ពស់ទឹកកើនឡើងក្នុងធុងស៊ីឡាំងកាំ \(10\,\text{cm}\) ៖
គណនាកម្ពស់កោណដែលមានមាឌស្មើនឹងមាឌស្វ៊ែរកាំ \(R\) ដោយដឹងថាកោណមានកាំបាត \(R\) ដែរ។
មើលដំណោះស្រាយ
គេមាន \(V_{\text{cone}} = V_{\text{sphere}} \implies \dfrac{1}{3}\pi R^2 h = \dfrac{4}{3}\pi R^3\)។ សម្រួល \(\dfrac{1}{3}\pi R^2\) សងខាង គេបាន ៖
គណនាកាំស្វ៊ែរដែលមានមាឌស្មើនឹងមាឌស៊ីឡាំងកាំ \(R\) កម្ពស់ \(h = 2R\)។
មើលដំណោះស្រាយ
មាឌស៊ីឡាំងគឺ \(V_{\text{cyl}} = \pi R^2 (2R) = 2\pi R^3\)។ តាង \(R_s\) ជាកាំស្វ៊ែរ ៖
គណនាផ្ទៃក្រឡាខាងនៃកោណដែលមានមុំបើកនៃផ្ទៃលាតស្មើ \(120^\circ\) និងកាំផ្ទៃលាត \(L = 9\,\text{cm}\)។
មើលដំណោះស្រាយ
ផ្ទៃក្រឡាខាងនៃកោណស្មើនឹងផ្ទៃផ្លិតរង្វង់លាត ៖
កោណមួយបានមកពីការមូរផ្លិតរង្វង់ដែលមានមុំផ្ចិត \(216^\circ\) និងកាំ \(10\,\text{cm}\)។ គណនាកាំបាត កម្ពស់ និងមាឌនៃកោណ។
មើលដំណោះស្រាយ
ប្រវែងធ្នូនៃផ្លិតរង្វង់ស្មើនឹងបរិមាត្របាតកោណ ៖ \(2\pi R = \dfrac{216^\circ}{360^\circ} \times 2\pi (10) \implies R = \dfrac{3}{5} \times 10 = 6\,\text{cm}\)។ ជនេត្រ \(a = 10\,\text{cm}\)។ កម្ពស់ ៖ \(h = \sqrt{10^2 - 6^2} = 8\,\text{cm}\)។ មាឌ ៖ \(V = \dfrac{1}{3}\pi (6)^2 (8) = 96\pi\,\text{cm}^3\)។
ពីរ៉ាមីតចតុមុខទៀងទាត់ (Regular Tetrahedron) មានជ្រុង \(a\)។ គណនាកម្ពស់ ផ្ទៃក្រឡាទាំងអស់ និងមាឌ។
មើលដំណោះស្រាយ
ចតុមុខទៀងទាត់ជ្រុង \(a\) ៖
កម្ពស់ ៖ \(h = a\sqrt{\dfrac{2}{3}} = \dfrac{a\sqrt{6}}{3}\)
ផ្ទៃក្រឡាទាំងអស់ ៖ \(S_T = 4 \times \left(\dfrac{\sqrt{3}}{4} a^2\right) = a^2\sqrt{3}\)
មាឌ ៖ \(V = \dfrac{a^3\sqrt{2}}{12}\)
គូបមួយមានមាឌ \(125\,\text{cm}^3\)។ គណនាប្រវែងអង្កត់ទ្រូងធំនៃគូប និងផ្ទៃក្រឡាទាំងអស់។
មើលដំណោះស្រាយ
មាឌគូបគឺ \(a^3 = 125 \implies a = 5\,\text{cm}\)។ អង្កត់ទ្រូងធំ ៖ \(d = a\sqrt{3} = 5\sqrt{3}\,\text{cm}\)។ ផ្ទៃក្រឡាទាំងអស់ ៖ \(S_T = 6a^2 = 6 \times 25 = 150\,\text{cm}^2\)។
ប្រលេពីប៉ែតកែងមួយមានវិមាត្រ \(3\,\text{cm}, 4\,\text{cm}, 12\,\text{cm}\)។ គណនាប្រវែងអង្កត់ទ្រូង ផ្ទៃក្រឡាទាំងអស់ និងមាឌ។
មើលដំណោះស្រាយ
ប្រលេពីប៉ែតកែងវិមាត្រ \(3, 4, 12\,\text{cm}\) ៖
អង្កត់ទ្រូង ៖ \(d = \sqrt{3^2 + 4^2 + 12^2} = \sqrt{9 + 16 + 144} = \sqrt{169} = 13\,\text{cm}\)
ផ្ទៃក្រឡាទាំងអស់ ៖ \(S_T = 2(3 \times 4 + 4 \times 12 + 3 \times 12) = 2(12 + 48 + 36) = 192\,\text{cm}^2\)
មាឌ ៖ \(V = 3 \times 4 \times 12 = 144\,\text{cm}^3\)
ស្វ៊ែរមួយចារឹកក្រៅគូបជ្រុង \(a\)។ គណនាកាំស្វ៊ែរ និងផលធៀបមាឌស្វ៊ែរទៅមាឌគូប។
មើលដំណោះស្រាយ
ស្វ៊ែរចារឹកក្រៅគូបជ្រុង \(a\) មានអង្កត់ផ្ចិតស្មើនឹងអង្កត់ទ្រូងគូប ៖ \(2R = a\sqrt{3} \implies R = \dfrac{a\sqrt{3}}{2}\)។ មាឌស្វ៊ែរ ៖ \(V_s = \dfrac{4}{3}\pi \left(\dfrac{a\sqrt{3}}{2}\right)^3 = \dfrac{\pi a^3 \sqrt{3}}{2}\)។ ផលធៀបមាឌ ៖ \(\dfrac{V_s}{V_c} = \dfrac{\pi\sqrt{3}}{2} \approx 2.72\)។
ស្វ៊ែរមួយចារឹកក្នុងគូបជ្រុង \(a\)។ គណនាកាំស្វ៊ែរ និងផលធៀបមាឌគូបទៅមាឌស្វ៊ែរ។
មើលដំណោះស្រាយ
ស្វ៊ែរចារឹកក្នុងគូបជ្រុង \(a\) មានអង្កត់ផ្ចិតស្មើជ្រុងគូប ៖ \(2R = a \implies R = \dfrac{a}{2}\)។ មាឌស្វ៊ែរ ៖ \(V_s = \dfrac{4}{3}\pi \left(\dfrac{a}{2}\right)^3 = \dfrac{\pi a^3}{6}\)។ ផលធៀបមាឌ ៖ \(\dfrac{V_c}{V_s} = \dfrac{a^3}{\pi a^3 / 6} = \dfrac{6}{\pi} \approx 1.91\)។
គេមានកែវទឹកពីរាងកោណកម្ពស់ \(12\,\text{cm}\) ចាក់ទឹកចូលដល់កម្ពស់ \(6\,\text{cm}\)។ តើបរិមាណទឹកស្មើនឹងប៉ុន្មានភាគរយនៃចំណុះកែវ?
មើលដំណោះស្រាយ
ផលធៀបកម្ពស់ទឹកគឺ \(k = \dfrac{6}{12} = \dfrac{1}{2}\)។ ផលធៀបមាឌទឹកទៅចំណុះកែវគឺ \(k^3 = \left(\dfrac{1}{2}\right)^3 = \dfrac{1}{8} = 12.5\%\)។ ដូចនេះ ទឹកមានបរិមាណត្រឹមតែ \(12.5\%\) នៃចំណុះកែវប៉ុណ្ណោះ។
បង្ហាញថារូបមន្តមាឌកំណាត់កោណគឺ \(V = \frac{1}{3}\pi h(R_1^2 + R_1 R_2 + R_2^2)\)។
មើលដំណោះស្រាយ
តាងកោណធំមានកម្ពស់ \(H\) និងកោណតូចមានកម្ពស់ \(H-h\)។ តាមផលធៀបដំណូច \(\dfrac{H-h}{H} = \dfrac{R_2}{R_1} \implies H = \dfrac{h R_1}{R_1 - R_2}\)។ មាឌកំណាត់កោណគឺ \(V = V_1 - V_2 = \dfrac{1}{3}\pi R_1^2 H - \dfrac{1}{3}\pi R_2^2(H-h)\)។ ជំនួស \(H\) រួចបង្រួម គេទាញបានរូបមន្ត ៖
អនុវត្តរូបមន្តគណនាមាឌកំណាត់កោណដែលមាន \(R_1 = 6\,\text{cm}, R_2 = 3\,\text{cm}, h = 4\,\text{cm}\)។
មើលដំណោះស្រាយ
ជំនួស \(R_1 = 6, R_2 = 3, h = 4\) ក្នុងរូបមន្ត ៖
បង្ហាញថារូបមន្តមាឌកំណាត់ពីរ៉ាមីតគឺ \(V = \frac{1}{3} h (S_1 + \sqrt{S_1 S_2} + S_2)\)។
មើលដំណោះស្រាយ
ស្រាយបញ្ជាក់ស្រដៀងគ្នានឹងកំណាត់កោណដោយប្រើផលធៀបដំណូចនៃពីរ៉ាមីតកាត់ ៖ \(V = \dfrac{1}{3} H S_1 - \dfrac{1}{3}(H-h)S_2\)។ ដោយ \(\dfrac{\sqrt{S_2}}{\sqrt{S_1}} = \dfrac{H-h}{H}\) គេទាញបានរូបមន្ត ៖
ពីរ៉ាមីតកាត់បាតការេមានជ្រុងបាត \(a = 8\,\text{cm}, b = 2\,\text{cm}, h = 6\,\text{cm}\)។ គណនាមាឌ។
មើលដំណោះស្រាយ
\(S_1 = 8^2 = 64\,\text{cm}^2, S_2 = 2^2 = 4\,\text{cm}^2, h = 6\,\text{cm}\) ៖
ស្វ៊ែរមួយមានមាឌកើនឡើង \(8\) ដង។ តើផ្ទៃក្រឡារបស់វាកើនឡើងប៉ុន្មានដង?
មើលដំណោះស្រាយ
មាឌកើនឡើង \(8\) ដង \(\implies k^3 = 8 \implies k = 2\) (កាំកើនឡើង \(2\) ដង)។ កំណើនផ្ទៃក្រឡាគឺ ៖
បាល់ទាត់មួយមានបរិមាត្ររង្វង់ធំ \(C = 68\,\text{cm}\)។ គណនាកាំ ផ្ទៃក្រឡា និងមាឌនៃបាល់ទាត់ (យក \(\pi = 3.14\))។
មើលដំណោះស្រាយ
បរិមាត្ររង្វង់ធំ \(C = 2\pi R = 68\,\text{cm} \implies R = \dfrac{68}{2 \times 3.14} \approx 10.83\,\text{cm}\)។
ផ្ទៃក្រឡា ៖ \(S = 4\pi R^2 \approx 4(3.14)(10.83)^2 \approx 1473\,\text{cm}^2\)
មាឌ ៖ \(V = \dfrac{4}{3}\pi R^3 \approx \dfrac{4}{3}(3.14)(10.83)^3 \approx 5318\,\text{cm}^3\)
ដំបូលវិមានមួយមានរាងកន្លះស្វ៊ែរអង្កត់ផ្ចិត \(14\,\text{m}\)។ គណនាផ្ទៃក្រឡាក្រាលក្បឿង និងថ្លៃក្រាលបើ \(1\,\text{m}^2\) តម្លៃ \(25\$\)។
មើលដំណោះស្រាយ
ដំបូលកន្លះស្វ៊ែរមានកាំ \(R = \dfrac{14}{2} = 7\,\text{m}\)។ ផ្ទៃកោងកន្លះស្វ៊ែរ ៖ \(S = 2\pi R^2 = 2 \times \dfrac{22}{7} \times 7^2 = 308\,\text{m}^2\)។ តម្លៃសរុប ៖ \(308 \times 25\$ = 7700\$\)។
ធុងប្រេងរាងស៊ីឡាំងដេកមានកាំ \(1\,\text{m}\) និងបណ្តោយ \(4\,\text{m}\)។ គណនាចំណុះធុងគិតជាលីត្រ (\(1\,\text{m}^3 = 1000\,\text{L}\))。
មើលដំណោះស្រាយ
មាឌធុងស៊ីឡាំង ៖ \(V = \pi R^2 h = \pi (1)^2 (4) = 4\pi\,\text{m}^3 \approx 12.566\,\text{m}^3\)។ ចំណុះគិតជាលីត្រ ៖
ទៀនរាងកោណកាំ \(3\,\text{cm}\) កម្ពស់ \(10\,\text{cm}\) ឆេះអស់ក្នុងល្បឿន \(2\,\text{cm}^3\) ក្នុងមួយនាទី។ តើទៀនឆេះអស់ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មាននាទី?
មើលដំណោះស្រាយ
មាឌទៀនរាងកោណ ៖ \(V = \dfrac{1}{3}\pi R^2 h = \dfrac{1}{3}\pi (3)^2 (10) = 30\pi \approx 94.25\,\text{cm}^3\)។ រយៈពេលឆេះអស់ ៖
គ្រាប់កាំភ្លើងធំធ្វើពីដែកមានអង្កត់ផ្ចិត \(12\,\text{cm}\) និងដង់ស៊ីតេ \(7.8\,\text{g/cm}^3\)។ គណនាម៉ាសគ្រាប់កាំភ្លើងគិតជាគីឡូក្រាម។
មើលដំណោះស្រាយ
កាំគ្រាប់កាំភ្លើង \(R = 6\,\text{cm}\)។ មាឌ ៖ \(V = \dfrac{4}{3}\pi (6)^3 = 288\pi \approx 904.78\,\text{cm}^3\)។ ម៉ាស ៖ \(m = 904.78 \times 7.8 \approx 7057\,\text{g} \approx 7.06\,\text{kg}\)។
ស្រាយបញ្ជាក់ទ្រឹស្តីបទ Archimedes ៖ ផលធៀបមាឌ និងផ្ទៃក្រឡារវាងស្វ៊ែរ និងស៊ីឡាំងចារឹកក្រៅស្មើនឹង \(\frac{2}{3}\)។
មើលដំណោះស្រាយ
ស្វ៊ែរកាំ \(R\) និងស៊ីឡាំងចារឹកក្រៅ (កាំ \(R\), កម្ពស់ \(2R\)) ៖
\(\dfrac{V_s}{V_c} = \dfrac{\frac{4}{3}\pi R^3}{\pi R^2(2R)} = \dfrac{\frac{4}{3}}{2} = \dfrac{2}{3}\)
\(\dfrac{S_s}{S_{T,c}} = \dfrac{4\pi R^2}{2\pi R(2R) + 2\pi R^2} = \dfrac{4\pi R^2}{6\pi R^2} = \dfrac{2}{3}\)
នេះជាទ្រឹស្តីបទដ៏ល្បីល្បាញរបស់ Archimedes។
បង្ហាញថាចំពោះកោណសម័ង្ស (មានជនេត្រស្មើអង្កត់ផ្ចិតបាត \(a = 2R\)) ផ្ទៃក្រឡាខាងស្មើពីរដងនៃផ្ទៃក្រឡាបាត។
មើលដំណោះស្រាយ
កោណសម័ង្សមានជនេត្រ \(a = 2R\) ៖ ផ្ទៃក្រឡាខាង ៖ \(S_L = \pi R a = \pi R (2R) = 2\pi R^2\)។ ផ្ទៃក្រឡាបាត ៖ \(S_B = \pi R^2\)។ ដូច្នេះ \(S_L = 2 S_B\) (ផ្ទៃខាងស្មើពីរដងផ្ទៃបាត)។
ពន្យល់គោលការណ៍ Cavalieri និងការអនុវត្តក្នុងការទាញរករូបមន្តមាឌពីរ៉ាមីត និងស្វ៊ែរ។
មើលដំណោះស្រាយ
គោលការណ៍ Cavalieri ចែងថាសូលីតពីរដែលមានកម្ពស់ស្មើគ្នា និងមានផ្ទៃមុខកាត់ស្របស្មើគ្នានៅគ្រប់កម្ពស់ មានមាឌស្មើគ្នា។ គោលការណ៍នេះអនុញ្ញាតឱ្យគណនាមាឌពីរ៉ាមីតទ្រេតស្មើពីរ៉ាមីតត្រង់ និងគណនាមាឌកន្លះស្វ៊ែរដោយប្រៀបធៀបជាមួយស៊ីឡាំងដែលដកកោណចេញ។
គណនាផលធៀបផ្ទៃក្រឡា និងផលធៀបមាឌនៃផែនដី និងព្រះចន្ទ (កាំព្រះចន្ទប្រហែល \(\frac{1}{4}\) នៃកាំផែនដី)។
មើលដំណោះស្រាយ
ផលធៀបកាំ \(\dfrac{R_M}{R_E} \approx \dfrac{1}{4}\) នាំឱ្យ ៖
ផលធៀបផ្ទៃក្រឡា ៖ \(\left(\dfrac{1}{4}\right)^2 = \dfrac{1}{16}\) (ផ្ទៃព្រះចន្ទប្រហែល \(\frac{1}{16}\) នៃផែនដី)
ផលធៀបមាឌ ៖ \(\left(\dfrac{1}{4}\right)^3 = \dfrac{1}{64}\) (មាឌព្រះចន្ទប្រហែល \(\frac{1}{64}\) នៃផែនដី)
សង្ខេបប្រព័ន្ធរូបមន្តផ្ទៃក្រឡា និងមាឌនៃសូលីតធរណីមាត្រគ្រឹះទាំងអស់ (ព្រីស, ស៊ីឡាំង, ពីរ៉ាមីត, កោណ, ស្វ៊ែរ)។
មើលដំណោះស្រាយ
សង្ខេបប្រព័ន្ធរូបមន្តសូលីតគ្រឹះ ៖
ព្រីស ៖ \(S_L = ph, \quad{} V = S_B h\)
ស៊ីឡាំង ៖ \(S_L = 2\pi Rh, \quad{} V = \pi R^2 h\)
ពីរ៉ាមីត ៖ \(S_L = \frac{1}{2} p a_p, \quad{} V = \frac{1}{3} S_B h\)
កោណ ៖ \(S_L = \pi R a, \quad{} V = \frac{1}{3}\pi R^2 h\)
ស្វ៊ែរ ៖ \(S = 4\pi R^2, \quad{} V = \frac{4}{3}\pi R^3\)
សំណួរពហុជ្រើសរើស
ជ្រើសរើសចម្លើយត្រឹមត្រូវតែមួយ រួចចុច «ពិនិត្យ»។ ចម្លើយរបស់អ្នកត្រូវបានរក្សាទុកក្នុងកុំព្យូទ័រនេះ។
✎ សំណួរទី ១–១០
✎ សំណួរទី ១១–២០
✎ សំណួរទី ២១–៣០
✎ សំណួរទី ៣១–៤០
✎ សំណួរទី ៤១–៥០
តេស្តសមត្ថភាព ៖ មេរៀនទី ១៨ សូលីត — ៥០ សំណួរ · ៩០ នាទី