カプセルの表面積 計算ドリル(解答・解説)

  1. 半径1cm、円柱部分の高さ2cmのカプセルの表面積を、円周率を \(\pi\) のままにして求めましょう。
    解答:\(8\pi\) cm²
    まず球の部分の表面積を求めます。 \(4 \times \pi \times 1^2 = 4\pi\) 次に円柱の側面積を求めます。 \(2 \times \pi \times 1 \times 2 = 4\pi\) 足し合わせます。 \(4\pi + 4\pi = 8\pi\) よって \(8\pi\) cm²です。
  2. 半径2cm、円柱部分の高さ5cmのカプセルの表面積を、円周率を \(\pi\) のままにして求めましょう。
    解答:\(36\pi\) cm²
    まず球の部分の表面積を求めます。 \(4 \times \pi \times 2^2 = 16\pi\) 次に円柱の側面積を求めます。 \(2 \times \pi \times 2 \times 5 = 20\pi\) 足し合わせます。 \(16\pi + 20\pi = 36\pi\) よって \(36\pi\) cm²です。
  3. 半径3cmのカプセルで、円柱部分の高さが0cmのとき(つまりちょうど球になるとき)の表面積を、円周率を \(\pi\) のままにして求めましょう。
    解答:\(36\pi\) cm²
    高さが0なので、円柱の側面積は0になります。 \(2 \times \pi \times 3 \times 0 = 0\) よって球の部分だけを計算すればよいことになります。 \(4 \times \pi \times 3^2 = 36\pi\) これは半径3cmの球の表面積と同じで、\(36\pi\) cm²です。
  4. 直径6cm、全長14cmのカプセルの表面積を、円周率を \(\pi\) のままにして求めましょう。
    解答:\(84\pi\) cm²
    式に入れるのは直径ではなく半径です。 \(6 \div 2 = 3\) 円柱部分の高さは、全長から直径を引いて求めます。 \(14 - 6 = 8\) 球の部分の表面積を求めます。 \(4 \times \pi \times 3^2 = 36\pi\) 円柱の側面積を求めます。 \(2 \times \pi \times 3 \times 8 = 48\pi\) 足し合わせます。 \(36\pi + 48\pi = 84\pi\) よって \(84\pi\) cm²です。
  5. 半径1cm、円柱部分の高さ3cmのカプセルの表面積を、円周率を3.14として求めましょう。
    解答:\(31.4\)cm²
    まず球の部分の表面積を求めます。 \(4 \times 3.14 \times 1^2 = 12.56\) 次に円柱の側面積を求めます。 \(2 \times 3.14 \times 1 \times 3 = 18.84\) 足し合わせます。 \(12.56 + 18.84 = 31.4\) よって31.4cm²です(\(\pi\) のままなら \(10\pi\) cm²)。
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