gamedschool

Silindir, Koni ve Küre konu anlatımı

12. sınıf Geometri · Katı Cisimler

Lise · 12. sınıf · Geometri · Ünite: Katı Cisimler · ~4 dk okuma

Dönel cisimler; dik dairesel silindir: açınımı, yanal alan (2πrh), yüzey alanı (2πr² + 2πrh) ve hacim (πr²h); dik dairesel koni: ana doğru ℓ, ℓ² = r² + h², açınım (daire dilimi), yanal alan (πrℓ), yüzey alanı ve hacim ((1/3)πr²h); küre: yüzey alanı (4πr²) ve hacim ((4/3)πr³); yarım küre; Arşimet’in küre-silindir ilişkisi; cisimlerin birbirine dönüştürülmesi (eritip yeniden dökme) ve kap doldurma problemleri.

Silindir

Dik dairesel silindir: Tabanları eş ve paralel iki daire olan, yan yüzü bükülmüş bir dikdörtgen olan cisim

Açınım: İki daire + kenarları 2πr ve h olan dikdörtgen

  • Yanal alan: 2πrh
  • Yüzey alanı: 2πr² + 2πrh = 2πr(r + h)
  • Hacim: V = πr²h

Örnek: r = 3 cm, h = 10 cm (π ≈ 3)

  • Yanal alan = 2 · 3 · 3 · 10 = 180 cm²
  • Yüzey alanı = 2 · 3 · 9 + 180 = 234 cm²
  • Hacim = 3 · 9 · 10 = 270 cm³ (= 270 mL)

Gerçek hayat: Konserve kutusu, su deposu, boru

💡 Yarıçap 2 katına çıkarsa hacim 4 katına, yükseklik 2 katına çıkarsa hacim 2 katına çıkar.

Koni

Dik dairesel koni: Tabanı daire, tepe noktası taban merkezinin tam üstünde olan cisim

  • Ana doğru (ℓ): Tepeden taban çemberine uzanan doğru parçası → ℓ² = r² + h²
  • Açınım: Taban dairesi + yarıçapı ℓ olan daire dilimi (yay uzunluğu 2πr)
  • Yanal alan: πrℓ
  • Yüzey alanı: πr² + πrℓ = πr(r + ℓ)
  • Hacim: V = (1/3)πr²h → aynı taban ve yükseklikteki silindirin üçte biri

Örnek: r = 6 cm, h = 8 cm

  • ℓ = √(36 + 64) = 10 cm
  • Yanal alan = π · 6 · 10 = 60π cm²
  • Yüzey alanı = 36π + 60π = 96π cm²
  • Hacim = (1/3) · π · 36 · 8 = 96π cm³

Açınım açısı: Daire diliminin merkez açısı α için α / 360° = r / ℓ → 6/10 → α = 216°

Küre ve cisim dönüşümleri

Küre: Uzayda bir noktaya eşit uzaklıktaki noktaların kümesi

  • Yüzey alanı: 4πr² (en büyük dairenin alanının 4 katı)
  • Hacim: V = (4/3)πr³
  • Yarım küre: Hacim (2/3)πr³, yüzey alanı (kapalıysa) 2πr² + πr² = 3πr²

Örnek: r = 3 cm → A = 36π cm², V = (4/3)π · 27 = 36π cm³

Arşimet’in buluşu: Bir küre, kendisini tam içine alan silindirin (r ve h = 2r) hacminin 2/3’ü kadardır:

  • Silindir: πr² · 2r = 2πr³ · Küre: (4/3)πr³ = (2/3) · 2πr³ ✓
  • Arşimet bu buluşunu o kadar önemsedi ki mezar taşına silindir içinde küre çizilmesini istedi.

Eritip yeniden dökme: Hacim korunur.

  • Yarıçapı 6 cm olan metal küre eritilip yarıçapı 3 cm olan bilyeler yapılırsa bilye sayısı = (6/3)³ = 8
  • Yarıçapı 3 cm ve yüksekliği 4 cm olan koni eritilip yarıçapı 3 cm’lik silindir yapılırsa yükseklik = 4/3 cm

Kavramlar

dönel cisim
bir şeklin eksen etrafında dönmesiyle oluşan cisim
ana doğru
konide tepeden taban çemberine uzanan doğru
açınım
yüzeyin düzleme açılmış hâli
yarım küre
kürenin büyük daireyle ikiye bölünmüş parçası
yanal alan
tabanlar dışındaki yüzey alanı
Önemli noktalar
  • Silindir: V = πr²h, yanal alan 2πrh
  • Koni: ℓ² = r² + h², yanal alan πrℓ, V = (1/3)πr²h
  • Koni açınım açısı: α/360° = r/ℓ
  • Küre: A = 4πr², V = (4/3)πr³
  • Küre, çevreleyen silindirin hacminin 2/3’üdür (Arşimet)
  • Eritip dökmede hacim korunur

Örnek soru ve çözümü

Soru

Şekildeki cisimlerin üçünün de yarıçapı r ve silindir ile koninin yüksekliği 2r ise hacimlerini karşılaştırınız.

Çözüm

Silindir: πr² · 2r = 2πr³. Koni: (1/3)πr² · 2r = (2/3)πr³. Küre: (4/3)πr³. Oranlar 2 : 2/3 : 4/3 = 3 : 1 : 2 olur. Yani koni ile kürenin hacimleri toplamı silindirin hacmine eşittir.

Çözümlü örnekler

1. Yarıçapı 2 cm olan kürenin yüzey alanı nedir? KolayÇözüm

4π · 4 = 16π cm².

2. Yarıçapı 5 cm, yüksekliği 12 cm olan koninin ana doğrusu ve yanal alanı nedir? OrtaÇözüm

ℓ = √(25 + 144) = 13 cm; yanal alan = π · 5 · 13 = 65π cm².

3. İç yarıçapı 4 cm olan silindir biçimli bardaktaki suya yarıçapı 2 cm olan bir bilye bırakılıyor. Su seviyesi kaç cm yükselir? ZorÇözüm

Bilye hacmi (4/3)π · 8 = 32π/3 cm³. Yükselme h için π · 16 · h = 32π/3 → h = 2/3 cm.

Sık yapılan hatalar

  • Koni hacminde 1/3’ü unutmak.
  • Koni yanal alanında yükseklik h ile ana doğru ℓ’yi karıştırmak.
  • Küre hacminde r² kullanmak (r³ olmalı).

Biliyor muydun?

Bir portakalın kabuğunu soyup düz bir yüzeye yaysanız, portakalın en büyük kesitinin yaklaşık 4 katı alan kaplar; küre yüzey alanının 4πr² olduğunun mutfaktaki kanıtı!

Kendini dene

1. Silindirin hacim formülü hangisidir?
  1. 2πrh
  2. (1/3)πr²h
  3. πr²h
  4. 4πr²
Cevabı göster

Doğru cevap: C) πr²h · Silindir.

2. Şekildeki koninin ana doğrusu ℓ, yarıçapı r ve yüksekliği h arasındaki ilişki hangisidir?
  1. ℓ = r + h
  2. h² = r² + ℓ²
  3. ℓ² = r² + h²
  4. ℓ = 2r
Cevabı göster

Doğru cevap: C) ℓ² = r² + h² · Pisagor.

3. r = 3 cm, h = 10 cm silindirin hacmi kaç cm³’tür? (π = 3)
  1. 270
  2. 900
  3. 90
  4. 180
Cevabı göster

Doğru cevap: A) 270 · 3 · 9 · 10.

4. r = 6, h = 8 olan koninin hacmi nedir?
  1. 60π
  2. 288π
  3. 48π
  4. 96π
Cevabı göster

Doğru cevap: D) 96π · (1/3)π · 36 · 8.

5. r = 6, ℓ = 10 olan koninin yanal alanı nedir?
  1. 96π
  2. 60π
  3. 36π
  4. 120π
Cevabı göster

Doğru cevap: B) 60π · πrℓ.

Konunun tüm sorularını ve testlerini gamedschool’da çözebilir, yanlışlarını tekrar edebilirsin.

12. Sınıf Geometri konuları
Konuyu oyunla pekiştir

gamedschool’da bu konunun testlerini çöz, XP ve altın kazan, Pixel Dünyası’nda arkadaşlarınla buluş. Öğrenciler için ücretsiz.

Ücretsiz kayıt ol