© h.hofstede (h.hofstede@hogeland.nl)

       
1. a. De toren zonder de antenne is 508 - 60 = 448 meter hoog
Dat zijn 101 verdiepingen , dus elke verdieping is 448/101 = 4,435 meter hoog
       
  b. Zie het onderste deel hiernaast. 25 verdiepingen zijn 25 • 4,4 = 110 meter hoog

tan5 = x/110  dus  x = 110 • tan5 = 9,62 m
Dan is de bovenkant gelijk aan 45 - 2 • 9,62 = 25,76 m

       
  c. Het onderstuk:
over 110 m hoogte neemt de zijde met 45 - 25,8 = 19,2 af
 
   
Δh 110 ??
Δz 19,2 45
 
    ?? = 257,8125
inhoud hele piramide:  1/3 • 452 • 257,8125 = 174023
inhoud bovenste piramide:  1/3 • 25,82 • 147,8125 = 32796
inhoud onderstuk van de toren:  174023 - 32796 = 141227 m3
 
       
    Het bovenstuk:
zie hiernaast een deel van 8 verdiepingen. De hoogte is 8 • 4,4 = 35,2
tan7 = x/35,2  dus  x = 35,2  • tan7 = 4,32 m
De breedte van de bovenrand is dan  25,8 + 2 • 4,32 = 34,44 m
over 35,2 m hoogte neemt de breedte  2 • 4,32 = 8,64 meter af

   
Δh 35,2 ??
Δz 8,64 34,44
    ?? = 140,31
inhoud hele piramide :  1/3 • 34,442 • 140,31 = 55474
inhoud onderste piramide:  1/3 • 25,82 • 105,11 = 23322
inhoud afgeknotte torenstuk:  55474 - 23322 = 32152
       
    De hele toren heeft inhoud  141227 + 8 • 32152 = 398443 m3  en dat is ongeveer 398000 m3
       
2. a. Per blok worden de zijden van het ondervlak 30 cm minder
De zijden zijn dus achtereenvolgens  2,0 - 1,7 - 1,4 - 1,1 - 0,8 m.
De volledige piramide zou dan  200/30 • 3 = 20 meter hoog zijn, maar hij is afgeknot op hoogte 5 • 3 = 15 m.
Inhoud van de hele piramide:  1/3 • 2 • 2 • 20 = 262/3 m3
Het eraf gehaalde deel heeft hoogte 5 m, dus is 5/20 deel van de piramide
Dan is de inhoud ervan  (5/20)3 • 262/3 = 0,4167 m3 
De afgeknotte piramide heeft dan inhoud  262/3 - 0,4167 = 26,25 m3

Daar moet de toppiramide nog bij.
Die heeft grondvlak 0,5 bij 0,5 en hoogte 1 dus inhoud  1/3 • 0,52 • 1 = 0,08

De hele obelisk heeft dus inhoud  26,25 + 0,08 = 26,33 m3
       
  b. De hele oorspronkelijke piramide had hoogte 20 m (zie a) en inhoud  262/3 m3

Het eraf gesneden topje plus de bovenste drie blokken hebben samen hoogte 5 + 3 • 3 = 14 m
Dat is 14/20 van de hele piramide.
De inhoud is dan (14/20)3 • 262/3 = 9,15 m3

Het eraf gesneden topje plus de bovenste twee blokken hebben samen hoogte 5 + 2 • 3 = 11 m
Dat is 11/20 van de hele piramide.
De inhoud is dan (11/20)3 • 262/3 = 4,44 m3

Dan heeft het middelste blok inhoud  9,15 - 4,44 = 4,71 m3
       
3. bovenste deel.
hoogteverschil 10 geeft breedteafname 4
 
Δh 10 ??
Δb 4 10
  ?? = 25
Hele kegel heeft inhoud  1/3π • 52 • 25 = 2081/3π
Afgesneden gedeelte heeft inhoud  1/3π • 32 • 15 = 45π
Afgeknotte kegel heeft inhoud  1631/3π
     
  onderste deel
hoogteverschil 8 geeft breedteafname 2
 
Δh 8 ??
Δb 2 8
  ?? = 32
Hele kegel heeft inhoud  1/3π • 42 • 32 = 1702/3π
Afgesneden gedeelte heeft inhoud  1/3π • 32 • 24 = 72π
Afgeknotte kegel heeft inhoud  982/3π
       
  Samen geeft dat een vaasinhoud van 262π
     

 

4. De langste zijde neemt 10 cm af over een diepte van 15 cm.
80 cm afname zal dan een diepte van 8 • 15 = 120 cm geven.

De oorspronkelijke piramide had inhoud 1/3 • 80 • 40 • 120 = 128000
Het eraf gehaalde deel heeft inhoud  1/3 • 70 • 35 • 105 = 85750
De prullenbak heeft inhoud  128000 - 85750 = 42250 cm3

Dat is 42,25 liter.

       
5. a. bovenste deel:
de langste zijde neemt 20 af bij een diepte van 20
80 afname zal dan horen bij een diepte van 80
De oorspronkelijke piramide had inhoud  1/3 • 80 • 40 • 80 = 853331/3
De eraf gehaalde deel had inhoud   1/3 • 30 • 60 • 60 = 36000
Het bovenste deel heeft inhoud 49333 1/3

onderste deel.
de langste zijde neemt 20 af bij een diepte van 20
40 afname zal dan horen bij een diepte van 40
De oorspronkelijke piramide had inhoud  1/3 • 40 • 20 • 40 = 106662/3
De eraf gehaalde deel had inhoud   1/3 • 10 • 20 • 20 = 13331/3
Het onderste deel heeft inhoud 9333 1/3

       
    De hele bak heeft inhoud  586662/3 cm3  en dat is  582/3 liter
       
  b. De grafiek gaat in ieder geval door (0,0) en (20, 93331/3)  en (40, 586662/3)  (zie vraag a)
   
onderste deel.
als het zand tot hoogte h reikt, heeft het eraf gehaalde deel hoogte h + 20
de verkleiningsfactor daarvan ten opzichte van de hele piramide is dan (h + 20)/40
de inhoud  daarvan wordt dan  (h + 20)3 /403 • 106662/3 = 1/6(h + 20)3
daar moet nog het eraf gehaalde deel vanaf, dus de zandinhoud wordt  1/6(h + 20)3 - 13331/3
     
    bovenste deel.
noem z de afstand van de bovenkant van het zand tot de bodem van het bovenste deel van de bak
de piramide met het zand plus het eraf gehaalde deel heeft hoogte z + 60
de verkleiningsfactor daarvan ten opzichte van de hele piramide is dan  (z + 60)/80
de inhoud daarvan wordt  (z + 60)3/803 • 853331/3 = 1/6(z + 60)3
daar moet nog het eraf gehaalde deel vanaf, dus de zandinhoud wordt  1/6 • (z + 60)3 - 36000
de totale hoeveelheid zand in de bak is  1/6 • (z + 60)3 - 36000 + 93331/3 = 1/6 • (z + 60)3 - 266662/3 
h = z + 20 dus  z = h - 20 en dat geeft  zandinhoud  1/6 • (h + 40)3 - 266662/3 
     
   

     
6. a. Over een hoogteverschil van 16,0 cm neemt de straal af van 6,0 naar 3,3 en dat is een afname van 2,7
Per cm hoogte verschil is dat  2,7/16 = 0,16875 cm
Als de straal moet afnemen van 6,0 naar 0 dan is dat een afname van 6,0
Daarvoor is een hoogteverschil van  6,0/0,16875 = 35,56
Dat is inderdaad ongeveer 35,6 cm. 
     
  b. inhoud hele kegel:  1/3π • 6,02 • 35,6 = 1342,09 cm3
inhoud bovenste deel van de kegel:  1/3π • 3,32 • 19,6 = 223,52 cm3
inhoud van de afgeknotte kegel is dan  1342,09 - 223,52 = 1118,57 cm3

Dus in het cilindervormige deel moet nog  1250 - 1118,57 = 131,43 cm3
π • 3,32h = 131,43
34,21 • h = 131,43
h = 3,84

De hoogte is dan 16,0 + 3,84 = 19,84 cm
Dat is ongeveer 198 mm
     

© h.hofstede (h.hofstede@hogeland.nl)