На этом уроке мы дадим определение шара. Выведем формулу для вычисления объёма шара. А затем с её помощью выведем формулу для вычисления площади сферы.
Прежде чем приступить к рассмотрению данной темы, давайте вспомним, что такое шар.
Определение:
Шар – это совокупность всех точек пространства, находящихся от данной точки на расстоянии, не больше данного. Причём, данная точка называется центром шара, а данное расстояние – радиусом шара.
Радиусом шара называют всякий отрезок, соединяющий центр шара с любой точкой шаровой поверхности.
Отрезок, соединяющий две точки шаровой поверхности и проходящий через центр шара, называется диаметром шара. Диаметр шара равен двум радиусам.
Отрезок, соединяющий две точки шаровой поверхности и не являющийся диаметром шара, т.е. не проходящий через центр шара, называется
хордой шара.
Понятно, что сечение шара плоскостью есть круг.
Сечение шара плоскостью, проходящей через его центр, называется большим кругом шара.
Итак, справедлива следующая
теорема: объём шара радиуса
равен
.
Ранее мы с вами без доказательства привели формулу для вычисления площади сферы. Напомню, что площадь сферы можно вычислить по формуле: 
.
Задача: объём шара равен равен 
см3. Найдите диаметр шара.
Решение: запишем формулу для вычисления объёма шара.
По условию задачи объём шара равен
см
3.
Отсюда видим, что радиус шара равен
(см). Напомним, что диаметр шара вдвое больше его радиуса. Тогда диаметр нашего шара равен
(см).
Запишем ответ.
Задача: радиус шара увеличили в
раза. Во сколько раз увеличился объём шара?
Решение: запишем формулу для вычисления объёма шара.
Так как по условию задачи радиус исходного шара увеличили в 2 раза, то радиус данного шара будет равен
. Подставляя данный радиус в формулу для вычисления объёма шара
видим, что объём исходного шара увеличился в 8 раз. Следовательно, ответ: объём шара увеличился в 8 раз.
Задача: в цилиндр вписан шар. Найдите отношение объёма шара к объёму цилиндра.
Решение: шар, вписанный в цилиндр, касается оснований цилиндра в их центрах и боковой поверхности цилиндра по окружности большого круга, параллельной основаниям цилиндра. Отсюда следует, что
, а высота цилиндра равна
.
Объём шара вычисляется по формуле
, а объём данного цилиндра можно вычислить по формуле
, где
– это площадь основания,
- высота цилиндра. Так как высота данного цилиндра равна двум радиусам, а площадь основания равна
, то объём цилиндра равен
.
Найдём отношение объёма шара к объёму цилиндра. Получаем, что объём шара относится к объёму цилиндра, как
.
Эту задачу называют «Задачей Архимеда». Во времена Архимеда формула объёма шара была неизвестна. Поэтому данная задача считалась очень трудной и, решив ее, Архимед испытал большую радость. На могиле Архимеда был поставлен памятник с изображением шара и описанного около него цилиндра.
Итоги:
На этом уроке мы дали определение шара. Вывели формулу для вычисления объёма шара. А затем с её помощью вывели формулу для вычисления площади сферы.
ОБЖ “Воинские звания военнослужащих ВС РФ” (сухопутные войска), выучить
равен 
.
.
см3. Найдите диаметр шара.
(см). Напомним, что диаметр шара вдвое больше его радиуса. Тогда диаметр нашего шара равен 
(см).
раза. Во сколько раз увеличился объём шара?
. Подставляя данный радиус в формулу для вычисления объёма шара 
видим, что объём исходного шара увеличился в 8 раз. Следовательно, ответ: объём шара увеличился в 8 раз.
, а высота цилиндра равна 
.
, а объём данного цилиндра можно вычислить по формуле 
, где 
– это площадь основания, 
- высота цилиндра. Так как высота данного цилиндра равна двум радиусам, а площадь основания равна 
, то объём цилиндра равен 
.
.
