يمكن تعريف الأسطوانة بأنها شكل ثلاثي الأبعاد مغلق، ويتكون من قاعدتين دائريتين، ومستطيل مُلتف حول القاعدة الدائرية، ويقع بين القاعدتين، وتجدر الإشارة إلى أن قاعدتي الأسطوانة متطابقتان، ومتوازيتان، وتعرف المساحة الجانبية للأسطوانة (بالإنجليزية: Cylinder Lateral Surface Area) بأنها مساحة جميع الوجوه باستثناء القاعدتين العلوية، والسفلية، أي أن المساحة الجانبية للأسطوانة هي مساحة السطح الذي يربط القاعدتين ببعضهما، ولفهم المساحة الجانبية يمكن تخيّل علبة لحفظ الخضراوات أسطوانية الشكل، وفارغة من الداخل وعند إزالة القطعتين العلوية، والسفلية منها، وإزالة الملصق المحيط بها فإنه يمكن ملاحظة أن شكل هذا الملصق هو عبارة عن مستطيل، وهو يمثّل المساحة الجانبية للأسطوانة، وبالتالي فإن المساحة الجانبية تساوي مساحة هذا المستطيل، ومساحة المستطيل كما هو معروف تساوي الطول×العرض، حيث:
عرض المستطيل: يمثل محيط القاعدة دائرية الشكل، ويساوي 2×نق×π؛ حيث نق: هو نصف قطر الأسطوانة.
طول المستطيل: يمثل الارتفاع، وهو المسافة العمودية بين قاعدتي الاسطوانة، ويرمز له بالرمز ع.
وبالتالي فإن: المساحة الجانبية للأسطوانة = 2×π×نق×ع حيث:
ع: ارتفاع الأسطوانة.
نق: نف قطر الأسطوانة.
π : الثابت باي، وهو ثابت عددي قيمته 3.14.
لمزيد من المعلومات حول مساحة الأسطوانة يمكنك قراءة المقال الآتي: قانون مساحة الإسطوانة.
أمثلة متنوعة حول المساحة الجانبية للإسطوانة
المثال الأول: ما هي المساحة الجانبية لأسطوانة نصف قطر قاعدتها 7 سم، وارتفاعها 10 سم؟
الحل: المساحة الجانبية = محيط القاعدة × الارتفاع
الخطوة الأولى: حساب محيط القاعدة كما يلي:
محيط القاعدة = 2×π×نق = 2×π×7، ومنه:
محيط القاعدة = π14 سم.
الخطوة الثانية: حساب المساحة عن طريق ضرب محيط القاعدة في الارتفاع كما يلي:
المساحة الجانبية = π×14×10، ومنه:
المساحة الجانبية = π140 سم .
المثال الثاني: إذا كانت المساحة الجانبية لأسطوانة 500سم2، وارتفاعها 10سم، فما هو نصف قطر قاعدتها؟
الحل: بتعويض القيمة في قانون: المساحة الجانبية للأسطوانة = 2×π×نق×ع، ينتج أن:
المثال الثالث: ما هي المساحة الجانبية لأسطوانة نصف قطر قاعدتها 3 سم، وارتفاعها 9 سم؟
الحل: المساحة الجانبية للأسطوانة = 2×π×نق×ع، ومنه: المساحة الجانبية = 2×π×3×9، ومنه:
المساحة الجانبية = π54، أو:
المساحة الجانبية = 54×3.14 = 169.56 سم2. (حيث قيمة π تساوي 3.14)
المثال الرابع: أسطوانة ارتفاعها 41 سم، ومساحتها الجانبية π512.5 سم²، فما هي مساحة قاعدتيها الدائريتين؟
الحل:
بما أن القاعدة دائرية الشكل فإن مساحة القاعدة = π×نق2، ولحسابها يجب إيجاد قيمة نصف القطر، وهي كما يلي:
حساب قيمة نصف القطر من خلال المساحة الجانبية، وذلك كما يلي:
المساحة الجانبية = محيط الدائرة × الارتفاع= 2×π×نق×ع، ومنه:
π 512.5 تساوي 2×π×نق×41، وبقسمة الطرفين على 82 π؛ فإن نق = 6.25 سم.
بعد حساب نصف القطر يمكن حساب مساحة القاعدة كما يلي:
مساحة القاعدة =π×نق² = 3.14×6.25² = 122.66 سم².
بما أن الأسطوانة تحتوي على قاعدتين فإن مساحة القاعدتين = 2×122.66 = 245.32 سم².
المثال الخامس: علبة صابون أسطوانية الشكل قطر غطائها هو 5 سم، وارتفاعها 12 سم يراد وضع ملصق عليها بحيث يغطي كامل العلبة الأسطوانية باستثناء القاعدتين، فإذا كانت تكلفة هذا الملصق هي 0.00125 دولار لكل سم²، فما هي تكلفة هذا الملصق؟
الحل: يراد تغليف العلبة الأسطوانية كاملة باستثناء القاعدتين، وهذا يمثل المساحة الجانبية، وبالتالي فإن التكلفة = المساحة الجانبية للأسطوانة × تكلفة السنتيمتر المربع الواحد، وعليه:
يمكن إيجاد المساحة الجانبية كما يلي:
المساحة الجانبية = 2×π×نق×ع = 2×3.14×5×12 = 376.8 سم²؛ (وذلك لأن القطر = 2×نق)
بعد إيجاد المساحة الجانبية يمكن إيجاد التكلفة كما يأتي:
المثال الثامن: منزل يرتكز على ركائز أسطوانية الشكل عددها اثنتا عشرة ركيزة، ونصف قطرها 50سم، وارتفاعها 3.5م، فما هي تكلفة طلاء المساحة الجانبية لهذه الركائز إذا كانت تكلفة المتر المربع الواحد 20 دولار؟
الحل: التكلفة الكلية لطلاء الركائز = عدد الركائز×المساحة الجانبية للركيزة الواحدة×تكلفة المتر المربع الواحد لطلاء الركيزة:
أولاً حساب المساحة الجانبية للركيزة = 2×π×نق×ع = 2×(22/7)×0.5×3.5؛ حيث (نصف القطر = 50/100 سم = 0.5م، وذلك للتحويل من وحدة سم إلى وحدة م)، ومنه: المساحة الجانبية = 11م2.
المساحة الجانبية لجميع الركائز الأسطوانية = 12×11 = 132م2.
التكلفة الكلية لطلاء الركائز = 132×20 = 2,640 دولار.
المثال التاسع: إذا كان حجم أسطوانة 308 سم3، وارتفاعها 8سم فجد أ) نصف قطرها (نق) و ب) مساحتها الجانبية؟
الحل:
حجم الأسطوانة = مساحة القاعدة× الارتفاع= π×نق2×ع، ومنه يمكن إيجاد نصف القطر كما يلي:
308 = π×نق²×8، وبقسمة الطرفين على (8π) ينتج أن: نق²= 12.26، ومنه نصف القطر= 3.5سم.
مساحة الأسطوانة الجانبية = 2×π×نق×ع، ويمكن إيجادها كما يلي:
المساحة الجانبية = 2×(22/7)×3.5×8= 176سم2.
لمزيد من المعلومات حول مساحة وحجم الأسطوانة يمكنك قراءة المقال الآتي: قانون مساحة وحجم الأسطوانة.
فيديو عن مساحة الأسطوانة وحجمها
للتعرف على هذا الشكل الهندسي وكيفية حساب مساحته وحجمه شاهد الفيديو الآتي:
We require cookies for this site to function. Please enable them to continue.
نحن نظهر لك هذه الرسالة لأننا نحترم خصوصيتك.
By using this website, you consent to us collecting cookies to provide you with a better user experience,
more details.
You cannot browse the site since you refused the use of cookies, as the site relies primarily on them to work.