พื้นที่ผิวทรงกรวยและลูกบาศก์

สารบัญ

พื้นที่ผิวทรงกรวยและลูกบาศก์

การหาพื้นที่ผิวทรงกรวยเเละลูกบาศก์นั้นมักเป็นสิ่งที่เราอาจได้ใช้ในชีวิตประจำวัน ทั้งเรื่องการออกเเบบทางวิศวกรรม หรือสถาปัตยกรรม ที่ต้องนำพื้นที่ผิวมาประเมินค่าใช้จ่ายในการทาสี, การปูกระเบื้อง, หรือเเม้กระทั่งปริมาณการใช้วัสดุในการสร้างชิ้นงานต่าง ๆ

รูปร่างทรงกรวยเเละลูกบาศก์สามารถเห็นได้บ่อยครั้งในชีวิตประจำวัน เช่น โคนไอติม, กรวยจราจร, หมวกปาร์ตี้ ที่มีลักษณะเป็นทรงกรวย เเละลูกเต๋า, ก้อนน้ำเเข็ง ที่มีลักษณะเป็นลูกบาศก์ ซึ่งการหาพื้นที่ผิวทั้งหมดของทรงกรวยเเละลูกบาศก์นั้น มีวิธีง่ายๆ คือ ให้เรามองรูปสามมิติกลายเป็นรูปประกอบของเรขาสองมิติ

พื้นที่ผิวทรงกรวย

ทรงกรวย คือ รูปทรงเรขาคณิต 3 มิติ ที่มีลักษณะปลายด้านหนึ่งเป็นทรงเเหลม เเละปลายอีกด้านเป็นลักษณะวงกลม โดยภาพคลี่ของทรงกรวยจะมีลักษณะเป็นรูปเรขาสองมิติที่ประกอบด้วย รูปสามเหลี่ยมฐานโค้ง เเละ วงกลม

โดยการหาพื้นที่ผิวของทรงกรวยทำได้ดังนี้

 

พื้นที่ผิวทรงกรวย = \large \pi r^{2} + \pi rl

เมื่อ r คือ ความยาวรัศมีของวงกลมที่เป็นฐาน
.      h คือ ความสูงของทรงกรวย หรือ เราเรียกว่า “สูงตรง”
.      l  คือ ความสูงเอียงของทรงกรวย หรือ เราเรียกว่า “สูงเอียง”

 

 


จากสูตรจะเห็นได้ว่าพื้นที่ผิวของทรงกรวยประกอบด้วยสองส่วนคือ ส่วนที่เป็นพื้นที่ผิวของวงกลมที่เป็นฐาน = \pi r^{2} เเละพื้นที่ผิวของสามเหลี่ยมฐานโค้ง = \pi rl  รวมกันทั้งสองส่วนจะได้พื้นที่ผิวทั้งหมดของทรงกรวย


ตัวอย่างโจทย์พื้นที่ผิวทรงกรวย

ตัวอย่างที่ 1 จงหาพื้นที่ผิวของทรงกรวยมีความสูงตรง 16 นิ้ว, ความสูงเอียง 22 นิ้ว, เเละมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 14 นิ้ว (โดยให้ π = 22/7)

วิธีทำ จากโจทย์วาดรูปได้ดังนี้

เส้นผ่านศูนย์กลางของทรงกรวยมีความยาว 14 นิ้ว ครึ่งหนึ่งของเส้นผ่านศูนย์กลางคือ รัศมี เเสดงว่ารัศมีความยาว 7 นิ้ว ดังนั้น

พื้นที่ผิวทรงกรวย = \dpi{120} \pi r^{2} + \pi rl

.                            = \dpi{120} \frac{22}{7} \cdot 7^{2} + \frac{22}{7}\cdot 7\cdot 22
.                            = \dpi{120} 22\cdot 7+ 22\cdot 22
.                            = \dpi{120} 154 + 484
.                            = \dpi{120} 638  ตารางนิ้ว

ตอบ พื้นที่ผิวของทรงกรวยมีขนาด 638 ตารางนิ้ว

ตัวอย่างที่ 2 จงหาพื้นที่ผิวของกรวยจราจรที่มีลักษณะทรงกรวยด้านล่างไม่มีส่วนปิดมีความสูงตรง 16 เซนติเมตรเเละมีความสูงเอียง 20 เซนติเมตร (โดยให้ π = 3.14)

วิธีทำ จากโจทย์วาดรูปได้ดังนี้

โจทย์บอกว่ากรวยจราจรด้านล่างไม่มีส่วนปิดดังนั้น เราจึงไม่ต้องหาพื้นที่ของวงกลมที่เป็นฐานของทรงกรวยจะได้ว่า
พื้นที่ผิวของกรวยจราจร = \pi rl

จากสูตรจะเห็นได้ว่า ต้องใช้รัศมีของวงกลมเเต่โจทย์ไม่ได้ให้รัศมีมา ซึ่งเราสามารถหารัศมีของวงกลมได้ด้วย ทฤษฎีบทพีทาโกรัส 
.                                            c^{2} = a^{2} + b^{2}
โดยให้ความสูงเอียงเป็นด้านตรงข้ามมุมฉาก = c เเละให้ความสูงตรงเป็น a เเละให้รัศมีเป็น b จะได้ว่า
.                                            20^{2} = 16^{2} + b^{2}
.                                            400 = 256 + b^{2}
.                               400 - 256 = b^{2}
.                                            144 = b^{2}
.                                                 b = \sqrt{144} = 12
รัศมีของวงกลมมีความยาว 12 เซนติเมตร ดังนั้น
พื้นที่ผิวของกรวยจราจร = \pi rl
.                                       = 3.14 \cdot 12\cdot 20
.                                       = 753.6 ตารางเซนติเมตร

ตอบ พื้นที่ผิวของกรวยจราจรมีขนาด 753.6 ตารางเซนติเมตร


พื้นที่ผิวทรงลูกบาศก์

ลูกบาศก์ คือ รูปทรงสามมิติที่ประกอบด้วยรูปเรขาคณิตสองมิติที่เป็น สี่เหลี่ยมจตุรัสทั้ง 6 ด้านเเละเเต่ละด้านมีขนาดเเละความยาวเท่ากันทั้งหมด

โดยการหาพื้นที่ของทรงลูกบาศก์สามารถทำได้ดังนี้

 

พื้นที่ผิวทรงลูกบาศก์ = 6\cdot d^{2}
เมื่อ d = ความยาวด้านของทรงลูกบาศก์

 

 

 

จากสูตรจะเห็นได้ว่าเป็นการหาพื้นที่สี่เหลี่ยมจตุรัส = ด้าน x ด้าน เเล้วคูณด้วย 6 เป็นเพราะว่ามีสี่เหลี่ยมจตุรัส 6 ชิ้นประกอบกันทำให้เราได้พื้นที่ผิวทั้งหมดของทรงลูกบาศก์


ตัวอย่างโจทย์พื้นที่ผิวทรงลูกบาศก์

ตัวอย่างที่ 3 จงหาพื้นที่ผิวของทรงลูกบาศก์โดยลูกบาศก์มีความยาวด้าน 10 เซนติเมตร

วิธีทำ จากโจทย์จะวาดรูปได้ดังนี้

ดังนั้นพื้นที่ผิวของทรงลูกบาศก์ = 6\cdot d^{2}
.                                                   = 6\cdot 10^{2}
.                                                   = 6\cdot 100
.                                                   = 600 ตารางเซนติเมตร

 

ตอบ พื้นที่ผิวของทรงลูกบาศก์นี้มีขนาด 600 ตารางเซนติเมตร

ตัวอย่างที่ 4 จงหาพื้นที่ผิวรอบนอกเเละพื้นที่ผิวทั้งหมดของทรงลูกบาศก์ต่อไปนี้

วิธีทำ จากโจทย์จะเห็นได้ว่าทรงสี่เหลี่ยมลูกบาศก์นี้มีช่องสี่เหลี่ยมที่มีความยาวด้าน 5 นิ้วให้เรามองสี่เหลี่ยมนี้เป็นปริซึมสี่เหลี่ยมที่มีความยาวด้าน 5 นิ้ว ยาว 10 นิ้ว เเละโจทย์บอกว่าให้เราหาพื้นที่ผิวรอบนอกของทรงลูกบาศก์ (พื้นที่เเรเงาสีเทา) เเสดงว่าพื้นที่ด้านในของปริซึมสี่เหลี่ยมไม่นำมาคิด 


ดังนั้นพื้นที่ผิวของรอบนอกของทรงลูกบาศก์ = พื้นที่ผิวของทรงลูกบาศก์ – (พื้นที่ของสี่เหลี่ยม x 2)
.                                                                        = (6\cdot d^{^{2}}) - (2\cdot a^{^{2}})          (โดยให้ความยาวด้านของสี่เหลี่ยม = a)
.                                                                        = (6\cdot 10^{2}) - (2\cdot 5^{2})
.                                                                        = (6\cdot 100) - (2\cdot 25)
.                                                                        = 600 - 50
.                                                                        = 550 ตารางนิ้ว

เเละพื้นที่ผิวทั้งหมดของทรงลูกบาศก์คือผลรวมของพื้นที่ผิวรอบนอกของทรงลูกบาศก์ (พื้นที่เเรเงาสีเทา) กับพื้นที่ผิวด้านข้างของปริซึมสี่เหลี่ยม (พื้นที่เเรเงาสีเเดง)

   

ดังนั้นพื้นที่ผิวทั้งหมดของทรงลูกบาศก์ = พื้นที่ผิวรอบนอกของทรงลูกบาศก์+พื้นที่ผิวด้านข้างของปริซึมสี่เหลี่ยม
.                                                                = 550 + (4\cdot d\cdot a)
.                                                                = 550 + (4\cdot 10\cdot 5)
.                                                                = 550 + (200)
.                                                                = 750 ตารางนิ้ว

ตอบ พื้นที่ผิวรอบนอกของทรงลูกบาศก์มีขนาด 550 ตารางนิ้ว เเละพื้นที่ผิวทั้งหมดของทรงลูกบาศก์มีขนาด 750 ตารางนิ้ว

ตัวอย่างที่ 5 จงหาพื้นที่ผิวของทรงลูกบาศก์ต่อไปนี้

วิธีทำ จากโจทย์จะเห็นได้ว่าเส้นทะเเยงมุมของพื้นที่สี่เหลี่ยมมีความยาว 12 หน่วย เราสามารถหาความยาวด้านของทรงลูกบาศก์ได้ด้วย ทฤษฎีบทพีทาโกรัส 

c^{2} = a^{2} + b^{2}
12^{2} = a^{2} + b^{2}  โดยด้าน a เเละ b เป็นความยาวด้านของทรงลูกบาศก์ซึ่งมีขนาดเท่ากัน มีค่า = d
144 = d^{2} + d^{2}
144 = 2d^{2}

\frac{144}{2} = d^{2}
72 = d^{2}
d = \sqrt{72} หน่วย

ดังนั้น พื้นที่ผิวของทรงลูกบาศก์ = 6\cdot d^{2}
.                                                    = 6\cdot (\sqrt{72})^{2}     
.                                                    = 6\cdot 72
.                                                    = 432    ตารางหน่วย

ตอบ พื้นที่ผิวของทรงลูกบาศก์นี้มีขนาด 432 ตารางหน่วย

หากน้อง ๆ สามารถคำนวณพื้นที่ผิวของทรงกรวยเเละลูกบาศก์ได้เเล้ว น้อง ๆ สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวันได้หลากหลายในอนาคต น้องสามารถศึกษาการหา พื้นที่ผิวทรงกรวยเเละลูกบาศก์ เพิ่มเติมได้ในคลิปวิดีโอด้านล่าง


คลิปวิดีโอ พื้นที่ผิวทรงกรวยเเละลูกบาศก์

คลิปวิดีโอนี้ได้รวบรวมวิธีหา พื้นที่ผิวทรงกรวยเเละลูกบาศก์ ไว้อย่างละเอียด ซึ่งเป็นคลิปสั้นๆ ที่สามารถเข้าใจได้ง่าย แฝงไปด้วยความรู้ เเละเทคนิครวมถึงการอธิบาย ตัวอย่าง เเละสอนวิธีคิดที่จะทำให้วิชาคณิตศาสตร์เป็นเรื่องง่าย

NockAcademy คือโรงเรียนออนไลน์สำหรับเด็ก โดยแอปฯ และเว็บไซต์ นักเรียนสามารถเรียนรู้ผ่านคลิปบทเรียนวิชา คณิตศาสตร์ ภาษาอังกฤษ และภาษาไทย
มากไปกว่านั้น เรายังมีคอร์สเรียนออนไลน์ การสอนพิเศษ การติวนอกสถานที่โดยติวเตอร์ที่แน่นไปด้วยความรู้ อีกด้วย

เรียนพิเศษออนไลน์ ดูได้ทั้ง 4 รายวิชา - NockAcademy

แค่ 10 นาที ก็เข้าใจได้

สามารถดูคลิปบทเรียนวิชา คณิตศาสตร์ ภาษาอังกฤษ และภาษาไทย ที่มีมากกว่า 2,000+ คลิป และยังสามารถทำแบบทดสอบที่มีมากกว่า 4000+ ข้อ

แนะนำ

แชร์

อสมการ

อสมการ

จากบทความที่ผ่านมาได้พูดถึงเรื่องช่วงของจำนวนจริงไปแล้ว บทความนี้เราจะนำความรู้เกี่ยวกับช่วงของจำนวนจริงมาใช้ในการแก้อสมการเพื่อหาคำตอบกันนะคะ ถ้าน้องๆได้อ่านบทความนี้แล้วรับรองว่าพร้อมทำข้อสอบแน่นอนค่ะ

โจทย์ปัญหาสมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว

โจทย์ปัญหาสมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว

ขั้นตอนของการแก้โจทย์ปัญหา บทความนี้จะทำให้น้องๆ มีความรู้ความเข้าใจในเรื่อง โจทย์ปัญหาสมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว ซึ่งได้รวบรวมตัวอย่างไว้อย่างหลากหลาย แต่ก่อนที่น้องๆจะเรียนเรื่องนี้อย่าลืมทบทวน การแก้สมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว กันก่อนนะคะ ถ้าน้องๆพร้อมแล้วเรามาศึกษาขั้นตอนของการแก้โจทย์ปัญหาเกี่ยวกับสมการ ดังนี้               ขั้นที่ 1 วิเคราะห์โจทย์ว่ากำหนดอะไรให้บ้าง และให้หาอะไร               ขั้นที่ 2 กำหนดตัวแปรแทนสิ่งที่โจทย์ให้หาหรือแทนสิ่งที่เกี่ยวข้องกับสิ่งที่โจทย์ให้หา               ขั้นที่ 3 เขียนสมการตามเงื่อนไขของโจทย์               ขั้นที่

การพูดอภิปราย

การพูดอภิปรายอย่างง่าย ทำได้ไม่ยาก

การพูดอภิปราย เป็นแบบการพูดซึ่งมีลักษณะคล้ายการสนทนาทั่วไป แต่ก็มีจุดที่แตกต่างกันอยู่ น้อง ๆ ทราบไหมคะว่าคืออะไร แล้วสรุปว่าการพูดอภิปรายคืออะไร มีหลักในการพูดอย่างไรได้บ้าง บทเรียนภาษาไทยในวันนี้จะพาน้อง ๆ ไปทำความรู้จักและฝึกพูดให้คล่อง เพื่อที่เมื่อถึงเวลาอภิปราย จะได้ผ่านกันแบบฉลุยไร้กังวล ถ้าอยากเรียนรู้แล้วล่ะก็ ไปดูพร้อม ๆ กันเลยค่ะ   ความหมายของการพูดอภิปราย   การพูดอภิปราย หมายถึง การพูดเพื่อแสดงความคิดเห็น แลกเปลี่ยนความรู้เกี่ยวกับเรื่องใดเรื่องหนึ่ง เพื่อใช้ในการแก้ปัญหา

เรขาคณิตสามมิติ

เรขาคณิตสามมิติ

ในบทความนี้เราจะได้เรียนรู้กับรูปเรขาคณิตสามมิติและส่วนประกอบต่างๆ เพื่อนำไปประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวันได้อย่างถูกต้อง

การวัดเวลา

การวัดเวลา

ในบทความนี้เราจะได้เรียนรู้ความเป็นมาของการวัดเวลาและหน่วยในการวัดเวลาที่มีความหลากหลาย

การดำเนินการของเซต

การดำเนินการของเซตประกอบไปด้วย ยูเนียน อินเตอร์เซกชัน คอมพลีเมนต์ของเซต และผลต่าง เรื่องนี้เป็นอีกหนึ่งเรื่องที่เราจะได้ใช้ในบทต่อๆไป เรื่องนี้จึงค่อนข้างมีประโยชน์ในเรื่องของการเรียนเนื้อหาบทต่อไปง่ายขึ้น