Vul de bovenstraal, de onderstraal en de hoogte van een afgeknotte kegel in (een lichaam zoals een emmer, met boven en onder een evenwijdige cirkel en een naar onderen smaller wordende zijkant). Je krijgt de totale oppervlakte, de beschrijvende lijn en de verdeling van de oppervlakte.
Inhoudsopgave
-
Wat je op deze pagina kunt doen
-
Waarvoor is deze berekening handig?
-
Zo werkt het
-
Formules en figuren
-
Symbolen en begrippen
-
Handig om vooraf te weten
-
Berekenen met Excel
-
Berekenen met Google Spreadsheets
-
Berekenen met Python
-
De formule in LaTeX en andere wiskundenotaties (om te kopiëren)
-
Zo laat je ChatGPT de berekening doen
-
Kenmerken van DataChef
-
Gerelateerde functies
-
Alle rekenmachines van NumberChef
Wat je op deze pagina kunt doen
- Vul alleen de bovenstraal, de onderstraal en de hoogte in en je ziet meteen de totale oppervlakte van een afgeknotte kegel (een vorm zoals een emmer of een puddingbakje)
- Je ziet ook de verdeling (de cirkel bovenaan, de cirkel onderaan en de oppervlakte van de mantel) en de beschrijvende lijn (de lengte van de schuine zijkant)
- Je ziet de afgeknotte kegel ook als 3D-figuur die je met de muis kunt draaien door te slepen
- Vul bij één straal 0 in voor de totale oppervlakte van een kegel, of bij beide dezelfde waarde voor de totale oppervlakte van een cilinder
- Een heldere uitleg van de formules en formules om te kopiëren voor Excel, Google Spreadsheets en Python vind je ook op deze pagina
Waarvoor is deze berekening handig?
Op een blik verf staat hoeveel m² je er per liter mee kunt schilderen, dus als je de te schilderen oppervlakte weet, kun je terugrekenen hoeveel je nodig hebt. Bij een emmer met een bovenstraal van 15 cm, een onderstraal van 10 cm en een diepte van 25 cm is de totale oppervlakte ongeveer 3.023 cm² (ongeveer 0,3 m²).
Schilder je alleen de buitenkant van een open emmer, tel dan in de verdeling de “mantel, ongeveer 2.002 cm²” en de “cirkel onderaan, ongeveer 314 cm²” bij elkaar op: ongeveer 0,23 m² is de te schilderen oppervlakte. Alleen de delen die je nodig hebt uit de verdeling optellen is de basis van het praktische gebruik van de totale oppervlakte.
Een papieren beker is een afgeknotte kegel die bovenaan breder is, zonder deksel (dus zonder cirkel bovenaan). Bij een beker met een bovenstraal van 3,6 cm, een onderstraal van 2,3 cm en een hoogte van 8 cm is de oppervlakte van de mantel ongeveer 150 cm² en die van de bodem ongeveer 17 cm², dus je hebt minstens ongeveer 167 cm² papier nodig.
In de echte productie gaat er iets meer papier in door plaknaden en snijverlies, maar deze berekening van “materiaaloppervlakte per product” is het beginpunt voor het schatten van de materiaalkosten.
De afgeknotte kegel is de klassieke vorm van een lampenkap. Bij een kap met een bovenstraal van 10 cm, een onderstraal van 20 cm en een hoogte van 25 cm is de beschrijvende lijn ongeveer 27 cm en is de stof die je nodig hebt om hem opnieuw te bekleden (de oppervlakte van de mantel) ongeveer 2.538 cm² (ongeveer 0,25 m²).
Stof en papier worden per rol of vel van een vaste breedte verkocht, dus denk naast de oppervlakte ook aan de vorm van de uitslag (een gebogen strook) en koop iets extra.
Het onderste deel van een hopper, een voorraadtrechter waarin in een fabriek poeder of graan wordt bewaard, is een omgekeerde afgeknotte kegel. Voor een deel met een bovenstraal van 1 m, een onderstraal van 0,2 m en een hoogte van 1,2 m is de beschrijvende lijn ongeveer 1,44 m en de oppervlakte van de mantel ongeveer 5,4 m².
De hoeveelheid roestwerende verf of de isolatie die je er voor warmtebehoud omheen wikkelt, schat je uit deze oppervlakte van de mantel. Tanks, silo’s en kanalen: deze berekening is onmisbaar bij het begroten van de oppervlaktebehandeling van installaties.
Een ronde taart is een afgeknotte kegel met gelijke boven- en onderstraal (een cilinder), dus je kunt deze rekenmachine gebruiken door twee keer dezelfde straal in te vullen. Bij een taart met een diameter van 15 cm (straal 7,5 cm) en een hoogte van 8 cm is de bovenkant plus de zijkant die je met room bedekt samen ongeveer 554 cm² (de onderkant staat op de schaal en wordt niet bedekt).
Vergelijkingen zoals “hoeveel meer room heeft een taart van 18 cm nodig dan een van 15 cm?” zijn makkelijker met de totale oppervlakte. Bij dezelfde hoogte heeft de taart van 18 cm ongeveer 707 cm², dat is ongeveer 1,28 keer zoveel.
Formules en figuren
Symbolen en begrippen
Symbolen
| \(r\) | kleine r | De straal van de cirkel bovenaan, van de beginletter van “radius”. Op deze pagina is het altijd de bovenstraal, ook als de bovenkant de kleinere cirkel is. |
| \(R\) | hoofdletter R | De straal van de cirkel onderaan (het grondvlak). Hij is met een hoofdletter geschreven om hem te onderscheiden van de bovenstraal \(r\). |
| \(h\) | ha | De hoogte van de afgeknotte kegel, van de beginletter van “hoogte”. Het is de loodrechte afstand van de onderste cirkel tot de bovenste cirkel en niet hetzelfde als de lengte van de schuine zijkant (de beschrijvende lijn \(l\)). |
| \(l\) | el | De beschrijvende lijn (de lengte van de schuine zijkant). In sommige boeken staat hier \(s\) of \(\ell\). Op deze pagina wordt ze automatisch berekend als \(l = \sqrt{(R - r)^2 + h^2}\). |
| \(\pi\) | pi | Het getal dat aangeeft hoeveel keer de omtrek van een cirkel de diameter is. Het is \(3{,}14159265\ldots\) en de decimalen houden nooit op. In eenvoudige berekeningen wordt vaak 3,14 gebruikt. |
| \(r^2\) | r kwadraat | Het getal \(r\) met zichzelf vermenigvuldigd (\(r \times r\)). De kleine 2 rechtsboven is een exponent die zegt: “neem het twee keer als factor”. |
| \(\sqrt{\phantom{9}}\) | wortel (wortelteken) | Het wortelteken. Het staat voor het getal van 0 of groter waarvan het kwadraat het getal onder het teken is. Bijvoorbeeld \(\sqrt{25} = 5\) (omdat \(5^2 = 25\)). |
| \(S\) | hoofdletter S | Een veelgebruikt symbool voor oppervlakte. Op deze pagina is het de totale oppervlakte van de afgeknotte kegel (in sommige boeken staat hier \(O\)). |
| \(S_1,\ S_2,\ S_3\) | es een, es twee, es drie | Symbolen voor de delen van de totale oppervlakte. Het kleine getal rechtsonder (de index) maakt alleen het verschil. Op deze pagina is \(S_1\) de oppervlakte van de cirkel bovenaan, \(S_2\) de oppervlakte van de cirkel onderaan en \(S_3\) de oppervlakte van de mantel. |
| \(\mathrm{cm^2}\) | vierkante centimeter | Een eenheid van oppervlakte. Een vierkant met zijden van 1 cm heeft een oppervlakte van 1 cm². Verwar het niet met cm³ (kubieke centimeter), de eenheid van inhoud. (1 m² = 10.000 cm².) |
Begrippen
| afgeknotte kegel (kegelstomp) | Het lichaam dat je krijgt als je een kegel met een vlak evenwijdig aan het grondvlak doorsnijdt en het stuk met de top weghaalt (ook wel kegelstomp genoemd). Boven- en onderkant zijn evenwijdige cirkels van verschillende grootte en de zijkant loopt taps toe. Emmers, bloempotten, papieren bekers en puddingbakjes hebben allemaal deze heel gewone vorm. |
| kegel | Een lichaam met een cirkelvormig grondvlak dat uitloopt in één punt, de top, zoals een ijshoorntje. Een afgeknotte kegel wordt van een kegel gemaakt. |
| totale oppervlakte | De oppervlakte van de hele buitenkant van een lichaam. Je gebruikt haar voor de hoeveelheid die nodig is om een oppervlak te bedekken, zoals verf of inpakpapier. Het is een andere grootheid dan de inhoud, die zegt hoeveel erin past. |
| mantel | De zijkant van een lichaam, of de oppervlakte daarvan (zonder grondvlak en bovenvlak). Bij een afgeknotte kegel is het de oppervlakte van de taps toelopende zijkant, zonder de cirkel bovenaan en onderaan. |
| beschrijvende lijn | De schuine lijn langs de zijkant van een kegel of een afgeknotte kegel, of haar lengte. Bij een afgeknotte kegel is het de kortste lijn langs de zijkant van de rand van de cirkel bovenaan naar de rand van de cirkel onderaan, en met de stelling van Pythagoras is \(l = \sqrt{(R - r)^2 + h^2}\). |
| uitslag | De platte figuur die je krijgt als je de buitenkant van een lichaam openknipt en plat legt. De uitslag van een afgeknotte kegel bestaat uit twee cirkels plus een gebogen strook voor de zijkant (een grote cirkelsector waaruit een kleinere is weggehaald). De totale oppervlakte is gelijk aan het totaal van de oppervlakten van de uitslag. |
| stelling van Pythagoras | De regel dat in een rechthoekige driehoek het kwadraat van de schuine zijde gelijk is aan de som van de kwadraten van de twee andere zijden. Op deze pagina geeft hij de beschrijvende lijn \(l\) als schuine zijde van een rechthoekige driehoek met een horizontale zijde \(R - r\) en een verticale zijde \(h\). |
Handig om vooraf te weten
Dit is handig om te weten, zodat je de berekening op deze pagina echt begrijpt en niet alleen op de knop drukt.
| Oppervlakte en omtrek van een cirkel en pi (groep 8 en klas 1, 11-13 jaar) |
|
| Eenheden van oppervlakte (groep 5-8, 8-12 jaar) |
|
| Lichamen en uitslagen (klas 2, 13-14 jaar) |
|
| Machten en exponenten (klas 1, 12-13 jaar) |
|
| Vierkantswortels (klas 3, 14-15 jaar) |
|
| De stelling van Pythagoras (klas 3, 14-15 jaar) |
|
Berekenen met Excel
| Oppervlakte cirkel bovenaan | 3,14 |
| Oppervlakte cirkel onderaan | 50,27 |
| Oppervlakte mantel | 78,54 |
| Totale oppervlakte van de afgeknotte kegel | =B1+B2+B3 |
| Bovenstraal r | 1 |
| Onderstraal R | 4 |
| Hoogte h | 4 |
| Beschrijvende lijn l | =WORTEL((B2-B1)^2+B3^2) |
| Oppervlakte mantel | =PI()*(B1+B2)*B4 |
| Bovenstraal r | 15 |
| Onderstraal R | 10 |
| Hoogte h | 25 |
| Totale oppervlakte van de afgeknotte kegel | =PI()*(B1^2+B2^2)+PI()*(B1+B2)*WORTEL((B2-B1)^2+B3^2) |
In een formule betekent “B1” of “B2”: gebruik het getal in die cel. “*” is vermenigvuldigen, “^2” is het kwadraat, en “WORTEL()” en “PI()” zijn de Excel-functies voor de vierkantswortel en π (3,14159…).
In de eerste tabel toont B4 bijvoorbeeld 131,95 (dezelfde afgeknotte kegel als in de voorbeelden bij de formules). De tweede tabel toont de beschrijvende lijn 5 in B4 en de oppervlakte van de mantel, ongeveer 78,54, in B5. De derde tabel is een emmer met een bovenstraal van 15 cm, een onderstraal van 10 cm en een diepte van 25 cm, en B4 toont ongeveer 3.023,4 (in cm²). Vervang de getallen door je eigen afmetingen en je bent klaar.
Berekenen met Google Spreadsheets
| Oppervlakte cirkel bovenaan | 3,14 |
| Oppervlakte cirkel onderaan | 50,27 |
| Oppervlakte mantel | 78,54 |
| Totale oppervlakte van de afgeknotte kegel | =B1+B2+B3 |
| Bovenstraal r | 1 |
| Onderstraal R | 4 |
| Hoogte h | 4 |
| Beschrijvende lijn l | =WORTEL((B2-B1)^2+B3^2) |
| Oppervlakte mantel | =PI()*(B1+B2)*B4 |
| Bovenstraal r | 15 |
| Onderstraal R | 10 |
| Hoogte h | 25 |
| Totale oppervlakte van de afgeknotte kegel | =PI()*(B1^2+B2^2)+PI()*(B1+B2)*WORTEL((B2-B1)^2+B3^2) |
Berekenen met Python
import math
radius_top = 15 # straal van de bovenste cirkel
radius_bottom = 10 # straal van de onderste cirkel (het grondvlak)
height = 25 # hoogte (zelfde eenheid als de stralen)
slant = math.sqrt((radius_bottom - radius_top)**2 + height**2) # beschrijvende lijn (lengte van de schuine zijkant)
top_area = math.pi * radius_top**2 # oppervlakte van de bovenste cirkel
bottom_area = math.pi * radius_bottom**2 # oppervlakte van de onderste cirkel
lateral_area = math.pi * (radius_top + radius_bottom) * slant # oppervlakte van de mantel
total_area = top_area + bottom_area + lateral_area # totale oppervlakte
print(f"Beschrijvende lijn: {slant} cm")
print(f"Oppervlakte bovenste cirkel: {top_area} cm2")
print(f"Oppervlakte onderste cirkel: {bottom_area} cm2")
print(f"Oppervlakte mantel: {lateral_area} cm2")
print(f"Totale oppervlakte van de afgeknotte kegel: {total_area} cm2")
De formule in LaTeX en andere wiskundenotaties (om te kopiëren)
S = S₁ + S₂ + S₃
S = S_{1} + S_{2} + S_{3}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>S</mi>
<mo>=</mo>
<msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub>
<mo>+</mo>
<msub><mi>S</mi><mn>2</mn></msub>
<mo>+</mo>
<msub><mi>S</mi><mn>3</mn></msub>
</mrow>
</math>
S = S_1 + S_2 + S_3
s1 + s2 + s3
S := S1 + S2 + S3;
S = S1 + S2 + S3;
S = S_1 + S_2 + S_3
S₃ = π(r + R)√((R − r)² + h²)
S_{3} = \pi (r + R) \sqrt{(R - r)^{2} + h^{2}}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>S</mi><mn>3</mn></msub>
<mo>=</mo>
<mi>π</mi>
<mo>(</mo>
<mi>r</mi>
<mo>+</mo>
<mi>R</mi>
<mo>)</mo>
<msqrt>
<msup><mrow><mo>(</mo><mi>R</mi><mo>−</mo><mi>r</mi><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup>
<mo>+</mo>
<msup><mi>h</mi><mn>2</mn></msup>
</msqrt>
</mrow>
</math>
S_3 = pi (r + R) sqrt((R - r)^2 + h^2)
Pi*(r + R)*Sqrt[(R - r)^2 + h^2]
S3 := Pi*(r + R)*sqrt((R - r)^2 + h^2);
S3 = pi*(r + R)*sqrt((R - r)^2 + h^2);
S_3 = π(r + R)√((R − r)^2 + h^2)
S = π(r² + R²) + π(r + R)√((R − r)² + h²)
S = \pi \left( r^{2} + R^{2} \right) + \pi (r + R) \sqrt{(R - r)^{2} + h^{2}}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>S</mi>
<mo>=</mo>
<mi>π</mi>
<mo>(</mo>
<msup><mi>r</mi><mn>2</mn></msup>
<mo>+</mo>
<msup><mi>R</mi><mn>2</mn></msup>
<mo>)</mo>
<mo>+</mo>
<mi>π</mi>
<mo>(</mo>
<mi>r</mi>
<mo>+</mo>
<mi>R</mi>
<mo>)</mo>
<msqrt>
<msup><mrow><mo>(</mo><mi>R</mi><mo>−</mo><mi>r</mi><mo>)</mo></mrow><mn>2</mn></msup>
<mo>+</mo>
<msup><mi>h</mi><mn>2</mn></msup>
</msqrt>
</mrow>
</math>
S = pi (r^2 + R^2) + pi (r + R) sqrt((R - r)^2 + h^2)
Pi*(r^2 + R^2) + Pi*(r + R)*Sqrt[(R - r)^2 + h^2]
S := Pi*(r^2 + R^2) + Pi*(r + R)*sqrt((R - r)^2 + h^2);
S = pi*(r^2 + R^2) + pi*(r + R)*sqrt((R - r)^2 + h^2);
S = π(r^2 + R^2) + π(r + R)√((R − r)^2 + h^2)
Zo laat je ChatGPT de berekening doen
Je bent een rekenassistent voor wiskunde. Voer de volgende berekening uit door echt Python-code uit te voeren en baseer je antwoord alleen op de getallen uit het resultaat van de uitvoering (geef geen antwoord uit het hoofd of op basis van een gok). Een afgeknotte kegel (met de vorm van een emmer) heeft een bovenstraal van 15 cm, een onderstraal van 10 cm en een hoogte van 25 cm. Bereken de volgende waarden: 1. De beschrijvende lijn (de lengte van de schuine zijkant), l = √((R − r)² + h²) 2. De totale oppervlakte van deze afgeknotte kegel in cm² (gebruik de formule S = π(r² + R²) + π(r + R)l) 3. De verdeling van de totale oppervlakte (oppervlakte van de cirkel bovenaan, van de cirkel onderaan en van de mantel) Laat de gebruikte formules en de getallen uit het resultaat van de uitvoering zien.
Zo werkt het
-
1Vul je getallen inTyp de getallen waarmee je wilt rekenen in de invoervelden
-
2BerekenKlik op de knop “Berekenen”
-
3Bekijk het resultaatHet resultaat verschijnt meteen. Op dezelfde pagina vind je ook de uitwerking van de berekening en de uitleg van de formule
Kenmerken van DataChef
Geen voorkennis nodig – intuïtieve en eenvoudige bediening
Zonder persoonlijke gegevens op te geven
Bestand wordt automatisch verwijderd zodra je op "Downloaden" klikt
Geen bronvermelding vereist
Geen toestemming vooraf nodig