Das Volumen des Kegels

The Volume of the Cone

Mathematik Klasse 10 28 Aufgaben
GeometrieRaumgeometrieKegelVolumenZylinderSatz des Pythagoras

Das Volumen eines geraden Kreiskegels ist V = ⅓ · π · r² · h: ein Drittel des Zylinders mit demselben Grundkreis und derselben Höhe, so wie die Pyramide ein Drittel des Prismas ist. In die Formel gehört die Körperhöhe h; ist die Mantellinie s gegeben, folgt h = √(s² − r²). Der Radius geht quadriert ein. Räumt aus, r nicht zu quadrieren, das Drittel zu vergessen und s statt h einzusetzen. Bereitet die Kugel (Zylinder minus Kegel) und Sachaufgaben vor.

Die Grenzfall-Überlegung liefert das Kegelvolumen:

Der Kegel fasst ein Drittel des Zylinders mit demselben Grundkreis und derselben Höhe (), so wie die Pyramide ein Drittel des Prismas ist. Beispiel r = 3 cm, h = 4 cm: . Der Radius geht quadriert ein: Verdoppelst du r, vervierfacht sich V. Ist statt h die Mantellinie s gegeben, berechne zuerst ; s gehört nicht in die Volumenformel. Beispiel: r = 4 cm und s = 5 cm geben h = 3 cm und .

Probe mit Wasser: Füllst du einen Kegel dreimal randvoll und gießt alles in den Zylinder gleicher Maße, ist der Zylinder genau voll. Die Formel ist also dieselbe wie beim Zylinder – nur mit dem Faktor ⅓, den schon die Pyramide hatte.

Verändere r und h. Wie viel vom Zylinder füllt der Kegel?
Leicht
Multiple Choice #1 20s ▶ Testen

Wie groß ist das Volumen dieses Kegels?

  • ● 66,0 cm³
  • ○ 197,9 cm³
  • ○ 22,0 cm³
V = ⅓ · π · r² · h = ⅓ · π · 9 · 7 = 21π ≈ 66,0 cm³. 197,9 cm³ vergisst das Drittel (π · r² · h), 22,0 cm³ quadriert den Radius nicht (⅓ · π · 3 · 7).
Wahr / Falsch #2 15s ▶ Testen

Ein Kegel mit r = 6 cm und h = 5 cm hat das Volumen ⅓ · π · 6 · 5 ≈ 31,4 cm³.

✓ Falsch
Der Radius muss quadriert werden, denn die Grundfläche ist π · r²: V = ⅓ · π · 6² · 5 = 60π ≈ 188,5 cm³.
Multiple Choice #3 20s ▶ Testen

Ein Zylinder mit r = 4 cm und h = 6 cm hat das Volumen 96π ≈ 301,6 cm³. Wie viel fasst ein Kegel mit demselben Grundkreis und derselben Höhe?

  • ● 100,5 cm³
  • ○ 150,8 cm³
  • ○ 904,8 cm³
Der Kegel fasst ein Drittel des Zylinders: 301,6 : 3 ≈ 100,5 cm³. 150,8 cm³ wäre die Hälfte, 904,8 cm³ das Dreifache.
Wahr / Falsch #4 15s ▶ Testen

Man füllt einen Kegel dreimal randvoll mit Wasser und gießt alles in einen Zylinder mit demselben Grundkreis und derselben Höhe. Danach ist der Zylinder genau voll.

✓ Wahr
Der Kegel fasst ein Drittel des Zylinders: V(Kegel) = ⅓ · π · r² · h, V(Zylinder) = π · r² · h. Dreimal das Kegelvolumen ist das Zylindervolumen.
Wahr / Falsch #5 15s ▶ Testen

Ein Kegel fasst halb so viel wie der Zylinder mit demselben Grundkreis und derselben Höhe.

✓ Falsch
Der Kegel ist spitz und lässt Platz frei: Er fasst nur ein Drittel des Zylinders, nicht die Hälfte (das ½ steckt im Dreieck, nicht im Kegel).
Multiple Choice #6 20s ▶ Testen

Ein Kegel hat den Radius 5 cm und die Mantellinie 13 cm. Welche Länge gehört als Höhe in die Volumenformel?

  • ● 12 cm
  • ○ 13 cm
  • ○ 18 cm
Die Volumenformel braucht die Körperhöhe h, nicht die Mantellinie: h = √(13² − 5²) = 12 cm. 13 cm ist die Mantellinie selbst, 18 cm addiert r und s.
Wahr / Falsch #7 15s ▶ Testen

Ein Kegel hat r = 6 cm und s = 10 cm. Sein Volumen ist ⅓ · π · 6² · 8 ≈ 301,6 cm³.

✓ Wahr
In die Formel gehört die Körperhöhe h = √(10² − 6²) = 8 cm, nicht die Mantellinie: V = ⅓ · π · 36 · 8 = 96π ≈ 301,6 cm³. Mit s = 10 käme 377,0 cm³ heraus.
Mittel
Zahleneingabe #1 30s ▶ Testen

Ein Kegel hat den Radius 4 cm und die Höhe 9 cm. Berechne das Volumen (in cm³, auf 0,1 genau).

✓ Antwort: 150.8
V = ⅓ · π · r² · h = ⅓ · π · 16 · 9 = 48π ≈ 150,8 cm³.
Zahleneingabe #2 30s ▶ Testen

Ein Zylinder fasst 240 cm³. Wie viel fasst ein Kegel mit demselben Grundkreis und derselben Höhe (in cm³)?

✓ Antwort: 80
V(Kegel) = ⅓ · V(Zylinder) = 240 : 3 = 80 cm³.
Zahleneingabe #3 30s ▶ Testen

Ein Kegel hat die Mantellinie s = 17 cm und den Radius r = 8 cm. Berechne die Körperhöhe h (in cm).

✓ Antwort: 15
h² = s² − r² = 289 − 64 = 225, also h = 15 cm.
Zahleneingabe #4 30s ▶ Testen

Ein rechtwinkliges Dreieck hat die Hypotenuse 10 cm und eine Kathete 6 cm. Wie lang ist die andere Kathete (in cm)?

✓ Antwort: 8
Zahleneingabe #5 60s ▶ Testen

Ein Kegel hat r = 3 cm und h = 6 cm. Berechne sein Volumen (in cm³). Rechne mit π ≈ 3,14.

✓ Antwort: 56.52
Zahleneingabe #6 60s ▶ Testen

Ein Kegel hat r = 2 cm und h = 9 cm. Berechne sein Volumen (in cm³). Rechne mit π ≈ 3,14.

✓ Antwort: 37.68
Zahleneingabe #7 45s ▶ Testen

Ein Kegel hat den Radius r = 3 cm und die Mantellinie s = 5 cm. Wie hoch ist er (in cm)?

✓ Antwort: 4
Zahleneingabe #8 45s ▶ Testen

Ein Kegel hat den Radius r = 5 cm und die Mantellinie s = 13 cm. Wie hoch ist er (in cm)?

✓ Antwort: 12
Zahleneingabe #9 60s ▶ Testen

Ein Kegel hat r = 6 cm und die Mantellinie s = 10 cm. Berechne sein Volumen (in cm³). Rechne mit π ≈ 3,14.

✓ Antwort: 301.44
Zahleneingabe #10 60s ▶ Testen

Ein Kegel hat r = 9 cm und die Mantellinie s = 15 cm. Berechne sein Volumen (in cm³). Rechne mit π ≈ 3,14.

✓ Antwort: 1017.36
Zahleneingabe #11 30s ▶ Testen

Ein Zylinder hat das Volumen 90 cm³. Ein Kegel hat dieselbe Grundfläche und dieselbe Höhe. Wie groß ist das Volumen des Kegels (in cm³)?

✓ Antwort: 30
Zahleneingabe #12 30s ▶ Testen

Ein Zylinder hat das Volumen 150 cm³. Ein Kegel hat dieselbe Grundfläche und dieselbe Höhe. Wie groß ist das Volumen des Kegels (in cm³)?

✓ Antwort: 50
Zahleneingabe #13 60s ▶ Testen

Ein Kegel hat r = 4 cm und h = 3 cm. Berechne sein Volumen (in cm³). Rechne mit π ≈ 3,14.

✓ Antwort: 50.24
Zahleneingabe #14 60s ▶ Testen

Ein Kegel hat r = 5 cm und h = 6 cm. Berechne sein Volumen (in cm³). Rechne mit π ≈ 3,14.

✓ Antwort: 157
Zahleneingabe #15 60s ▶ Testen

Eine Eiswaffel ist ein Kegel mit dem Radius 3 cm und der Höhe 12 cm. Wie viel Eis passt hinein (in cm³)? Rechne mit π ≈ 3,14.

✓ Antwort: 113.04
Zahleneingabe #16 60s ▶ Testen

Ein Sandhaufen ist ein Kegel mit dem Radius 6 m und der Höhe 9 m. Wie viel Sand ist es (in m³)? Rechne mit π ≈ 3,14.

✓ Antwort: 339.12
Schwer
Zahleneingabe #1 60s ▶ Testen

Ein Sandkegel ist 0,6 m hoch und hat den Grundkreisradius 0,8 m. Wie viele Liter Sand sind das (1 m³ = 1000 l; auf 0,1 l genau)?

✓ Antwort: 402.1
V = ⅓ · π · 0,8² · 0,6 = 0,128π ≈ 0,4021 m³. Mit 1 m³ = 1000 l sind das 402,1 l.
Zahleneingabe #2 35s ▶ Testen

Ein Kegel hat r = 3 cm und h = 4 cm. Verdoppelt man nur den Radius und lässt die Höhe gleich, wird sein Volumen mit welchem Faktor multipliziert?

✓ Antwort: 4
Der Radius steckt quadriert in der Formel: (2r)² = 4r². Das Volumen wird mit 4 multipliziert, nicht mit 2 (das wäre bei doppelter Höhe der Fall).
Zahleneingabe #3 40s ▶ Testen

Ein Zylinder hat das Volumen 90 cm³. Ein Kegel hat denselben Grundkreis, aber doppelt so viel Höhe. Wie groß ist sein Volumen (in cm³)?

✓ Antwort: 60
Mit gleicher Höhe wäre der Kegel ⅓ · 90 = 30 cm³. Doppelte Höhe verdoppelt das Volumen: 60 cm³.
Zahleneingabe #4 70s ▶ Testen

Ein Kegel hat den Radius 9 cm und die Mantellinie 15 cm. Berechne sein Volumen (in cm³, auf 0,1 genau).

✓ Antwort: 1017.9
Erst die Höhe: h = √(15² − 9²) = 12 cm. Dann V = ⅓ · π · 81 · 12 = 324π ≈ 1017,9 cm³.
KI-bewertete Rechnung #5 240s ▶ Testen

Ein gerader Kreiskegel hat den Grundkreisradius 12 cm und die Mantellinie 13 cm. Skizziere den Achsenschnitt, bestimme die Körperhöhe und berechne das Volumen; gib außerdem an, wie viel ein Zylinder mit demselben Grundkreis und derselben Höhe fasst. Schreibe deine Rechnung auf Papier und fotografiere sie.

✓ Antwort: Achsenschnitt mit r = 12 cm, s = 13 cm. h = √(13² − 12²) = √25 = 5 cm. V(Kegel) = ⅓ · π · 12² · 5 = 240π ≈ 754,0 cm³. Zylinder: π · 12² · 5 = 720π ≈ 2261,9 cm³, das Dreifache des Kegels.
h = 5 cm, V(Kegel) = 240π ≈ 754,0 cm³, V(Zylinder) = 720π ≈ 2261,9 cm³.