طريقة حساب حجم الاسطوانة

الاسطوانة عبارة عن شكل هندسي بسيط يتكون من قاعدتين على شكل دائرة، و يكونا متوازيتين و متساويتين في الحجم، و يوجد نوعين من الاسطوانة و هما القائمة و المائلة.

الاسطوانة
هي عبارة عن جسم يتكون من دائرتين في كل قاعدة، و يوجد جانب منحني من دوران مستطيل حول واحد من أضلاعه، و هذا الضلع يسمى بمحور الاسطوانة و يوجد نوعين من الاسطوانة، و هما الاسطوانة القائمة و الاسطوانة المائلة، و هذا يكون على حسب تعامد الارتفاع فاذا كان الارتفاع يتعامد على قاعدتي الاسطوانة فان في هذه الحالة تكون الاسطوانة قائمة.

و اي شيء غير هذا فتكون الاسطوانة مائلة، و الاسطوانة تشبه الى حد كبير المنشور حيث أنه كلما زاد عدد أوجه المنشور كلما زاد أكثر شبهه بالاسطوانة، و الاسطوانة يكون لها ارتفاع و نصف قطر و محور، و الارتفاع يكون هو الخط العمودي الذي يصل بين قاعدتي الاسطوانة.

و هذا الخط يتمثل في المسافة بينهما، و نصف قطر الاسطوانة المقصود به نصف قطر الدائرة و هي قاعدة الاسطوانة، أما محور الاسطوانة فهو الخط الذي يصل بين منتصف قاعدتي الاسطوانة.

حجم الاسطوانة
بشكل عام الحجم المقصود به هو مقدار الحيز الذي يشغله الجسم من الفراغ، و يتم قياس الحجم بوحدات مختلفة مثل المكعب و المتر و السنتيمتر المكعب و اللتر و غيرها الكثير من وحدات القياس، و طريقة معرفة حجم الاسطوانة تشبه بكثير طريقة حساب حجم المنشور، و هذا يرجع بسبب التشابه الكبير في خصائص الاسطوانة و المنشور، فحجم الاسطوانة عبارة عن حاصل ضرب مربع نصف القطر في الإرتفاع و الثابت، كما يمكن ان يتم التعبير حجم الاسطوانة بهذا القانون، و هو: حجم الأسطوانة = نصف القطر 2 × الارتفاع × π.

حساب حجم الاسطوانة
يتم تحديد نصف قطر الدائرة الموجودة في القاعدة، حيث أن أي دائرة في القاعدة سوف تفي بالغرض لانها تمثل نفس الحجم، و إذا كان نصف القطر معلوم فيمكن تجاهل هذه الخطوة و في حالة ان كان نصف القطر مجهول فيمكن استخدام مسطرة ليتم قياس أعراض جزء في الدائرة.

و من ثم قسمته على اثنين و يكون هذا قياس نصف الدائرة بشكل دقيق، و ليكن مثلا نصف قطر الدائرة الموجودة يساوي واحد سم، و المطلوب الان حساب مساحة القاعدة الدائرية، فيتم استخدام هذه المعادلة للحصول على المساحة و هي المساحة (م) = ط نق 2 و بعدها يتم ادخال نصف القطر الموجود في المعادلة،و هذا من خلال هذه الخطوات م = ط × 12 =، م = ط × 1 و من المعروف أن ط = 3.14 فيمكن القول بأن مساحة الدائرة هي 3.14.

تحديد ارتفاع الاسطوانة
اذا كان الارتفاع معلوم فيمكن تجاهل هذه الخطوة، لكن اذا كان مجهول فيمكن استخدام مسطرة لتحديد الارتفاع، حيث ان الارتفاع هو المسافة بين حافتي القاعدتين الدائرتين، فمثلا اذا كان ارتفاع الاسطوانة هو واحد فيتم ضرب مساحة القاعدة في الارتفاع.

كما يمكن تخيل حجم الاسطوانة مثل مساحة القاعدة و امتد على طول الاسطوانة، و هذا لان مساحة القاعدة معروفة و هى 2.14 سم مربع و الارتفاع يساوي 4 سم، و يمكن بعد هذا ايجاد حاصل ضرب الاثنين بسهولة لمعرفة حجم الاسطوانة، و تكون الاجابة النهائية هي  3.14سم2 × 4 سم = 12.56 سم3.

أمثلة على حساب حجم الاسطوانة
اذا وجدت اسطوانة و يكون ارتفاعها 12سم و نصف قطر القاعدة 7سم و كان المطلوب ايجاد حجم الاسطوانة، فتكون الاجابة عن طريق تعويض الارتفاع و مربع نصف قطر القاعدة في القانون الخاص بحجم الاسطوانة، فيكون الناتج هو حجم الأسطوانة=7×7×12×3.142 يساوي 1847.5 سنتيمتر مكعب.

مثال آخر اذا كانت اسطوانة ارتفاعها 8 سم و كان قطرها 8 سم و كان المطلوب حجمها، و في هذا المثال المعطى هو القطر و ليس نصف القطر، و لهذا فلا بد من ايجاد نصف القطر اولا ليتم ايجاد حجم الاسطوانة.

و هذا عن طريق قسمة القطر على 2 ثم بعد ذلك يتم تعويض الناتج في قانون حجم الاسطوانة، فنصف القطر يساوي 2/8=4 و بعد ذلك يتم التعويض في قانون حجم الاسطوانة فيكون حجم الاسطوانة يساوي 4×4×8×3.14 يساوي 401.92 سم مكعب.