Səth sahəsi və həcm üçölçülü obyektlərin kəmiyyətini ölçmək üçün istifadə olunan iki əsas ölçüdür. Səth sahəsi obyektin xarici üzlərinin - əsasən onun "qabığının" - ümumi ölçüsünü ölçsə də, həcm obyektin içərisində olan üçölçülü məkanın miqdarını və ya "tutumunu" ölçür.
Seçilmişlər
Səth sahəsi “qablaşdırma” ilə, həcm isə “doldurma” ilə bağlıdır.
Cisimlər böyüdükcə həcm səth sahəsindən eksponensial olaraq daha sürətli böyüyür.
Səth sahəsi vahidləri həmişə kvadrat şəklində, həcm vahidləri isə həmişə kub şəklində ifadə olunur.
Bir sfera istənilən həcm üçün ən kiçik səth sahəsinə malikdir.
Səth sahəsi nədir?
3D obyektin bütün xaricə baxan səthlərinin sahələrinin cəmi.
3D obyekti təsvir etsə də, iki ölçülü bir ölçüdür.
Kvadrat metr ($m^2$) və ya kvadrat düym ($in^2$) kimi kvadrat vahidlərlə ölçülür.
Hər bir üzün sahəsini tapmaq və onları bir-birinə toplamaqla hesablanır.
Boya və ya qablaşdırma kağızı kimi bir obyekti örtmək üçün nə qədər material lazım olduğunu müəyyən edir.
Bir formanın teksturasının mürəkkəbliyinin artırılması həcmi dəyişdirmədən səth sahəsini artırır.
Həcm nədir?
Bir obyektin tutduğu 3D məkanın miqdarı və ya tuta biləcəyi tutum.
Bu, obyektin həcmini təmsil edən üçölçülü bir ölçüdür.
Kub santimetr ($sm^3$) və ya litr ($L$) kimi kub vahidləri ilə ölçülür.
Əsas formalar üçün üç ölçünün (uzunluq, en və hündürlük) vurulması ilə hesablanır.
Çəndəki su və ya balondakı hava kimi bir qabın nə qədər tuta biləcəyini müəyyən edir.
Heç bir material əlavə edilmədiyi və ya çıxarılmadığı təqdirdə, bir cisim yenidən forma verildikdə sabit qalır.
Müqayisə Cədvəli
Xüsusiyyət
Səth sahəsi
Həcm
Ölçülülük
2D (Səth)
3D (Kosmos)
Nə ölçür
Xarici sərhəd / Xarici
Daxili tutum / Toplu
Standart Vahidlər
$m^2, ft^2, sm^2$
$m^3, ft^3, sm^3, L$
Fiziki Analogiya
Qutu rəngləmək
Qutunu qumla doldurmaq
Kub Formulu
6s^2$
$s^3$
Kürə Formulu
$4\pi r^2$
$\frac{4}{3}\pi r^3$
Miqyaslanma Təsiri
Miqyasın kvadratı ilə artır
Ölçü kubu ilə artır
Ətraflı Müqayisə
Zərf və Daxili
Bir qazlı içki qutusunu təsəvvür edin. Səth sahəsi, qutunun özünün və ətrafını örtən etiketin istehsalı üçün lazım olan alüminium miqdarıdır. Lakin həcm, qutunun içərisində saxlaya biləcəyi faktiki maye miqdarıdır.
Kvadrat-Kub Qanunu
Riyaziyyat və biologiyada ən vacib əlaqələrdən biri də cisim böyüdükcə həcminin səth sahəsindən daha sürətli artmasıdır. Bir kubun ölçüsünü ikiqat artırsanız, səth sahəsi dörd dəfə, həcm isə səkkiz dəfə böyük olar. Bu, kiçik heyvanların böyük heyvanlara nisbətən daha tez istilik itirməsinin səbəbini izah edir - onların "daxili" hissələrinə nisbətən daha çox "dəri" var.
Hesablama Metodları
Səth sahəsini tapmaq üçün adətən 3D formanı tor adlanan 2D düz rəsmə "açır" və həmin düz hissələrin sahəsini hesablayırsınız. Həcm üçün ümumiyyətlə əsasın sahəsini obyektin hündürlüyünə vurursunuz və nəticədə 2D əsası üçüncü ölçü boyunca "yığırsınız".
Praktik Sənaye İstifadəsi
Mühəndislər radiatorlar və ya soyutma üzgəcləri dizayn edərkən səth sahəsinə diqqət yetirirlər, çünki daha çox səth sahəsi istiliyin daha sürətli çıxmasına imkan verir. Digər tərəfdən, tək bir səfərdə daşına bilən məhsul miqdarını maksimum dərəcədə artırmaq üçün yanacaq çənləri və ya nəqliyyat konteynerləri dizayn edərkən həcmə diqqət yetirirlər.
Üstünlüklər və Eksikliklər
Səth sahəsi
Üstünlüklər
+İstilik mübadiləsi üçün vacibdir
+Material xərclərini müəyyən edir
+Aerodinamika üçün faydalıdır
+Sürtünmə ilə əlaqədardır
Saxlayıcı
−Əyri formalar üçün kompleks
−Çəki göstərmir
−Hesablama səhvləri mürəkkəbdir
−Sahə ilə asanlıqla qarışdırılır
Həcm
Üstünlüklər
+Ümumi tutumu göstərir
+Kütlə ilə birbaşa əlaqəlidir
+Prizmalar üçün daha asan düsturlar
+Yenidən formalaşdırma zamanı sabit
Saxlayıcı
−Vahidlər çaşdırıcı ola bilər (L vs sm³)
−Boşluqları ölçmək çətindir
−Üç ölçülü tələb olunur
−Soyutma sürətini göstərmir
Yaygın yanlış anlaşılmalar
Əfsanə
Əgər iki cisim eyni həcmə malikdirsə, deməli, onların səth sahəsi də eynidir.
Həqiqət
Bu, geniş yayılmış yanlış təsəvvürdür. Bir gil topu (sabit həcm) götürüb nazik bir təbəqə halına gətirə bilərsiniz ki, bu da səth sahəsini əhəmiyyətli dərəcədə artıraraq həcm eyni qalsın.
Əfsanə
Səth sahəsi sadəcə 3D obyektlər üçün "sahədir".
Həqiqət
Əlaqəli olsa da, "sahə" adətən 2D formalara aiddir. Səth sahəsi, xüsusən də 3D fiqurun bütün xarici sərhədlərinin ümumi sahəsidir.
Əfsanə
Bir qabın həcmi həmişə obyektin həcmi ilə eynidir.
Həqiqət
Mütləq deyil. Qabın "xarici həcmi" (qutuda tutduğu yer) və "daxili həcmi" (tutumu) var. Bunlar qabın divarlarının qalınlığına görə fərqlənir.
Əfsanə
Hündür əşyalar həmişə geniş əşyalardan daha çox həcmə malikdir.
Həqiqət
Çox geniş və qısa bir silindr, hündür və nazik bir silindrdən daha çox həcm saxlaya bilər, çünki radius həcm düsturunda kvadrat şəklindədir ($V = \pi r^2 h$).
Tez-tez verilən suallar
Həndəsədə "tor" nədir?
Tor, 3D forma yaratmaq üçün qatlana bilən 2D naxışdır. Kublar və ya piramidalar kimi çoxbucaqlıların səth sahəsini vizuallaşdırmaq və hesablamaq üçün ən çox yayılmış üsuldur.
Düzensiz bir cismin həcmini necə tapmaq olar?
Standart formulu olmayan formalar (məsələn, qaya) üçün suyun yerdəyişməsindən istifadə edə bilərsiniz. Əşyanı su ilə doldurulmuş dərəcəli silindrə atın; suyun səviyyəsinin qalxma miqdarı əşyanın həcminə tam bərabərdir.
Kürə niyə ən "səmərəli" formadır?
Təbiətdə kürə, ən az səth sahəsi istifadə edərək müəyyən bir həcmi əhatə edən formadır. Buna görə də qabarcıqlar yuvarlaqdır - səth gərginliyi içəridə qalan hava üçün səth sahəsini minimuma endirir.
Səth sahəsi bir şeyin ərimə sürətinə təsir edirmi?
Bəli! Bir buz parçası, eyni miqdarda buz qırıntılarına parçalandıqdan daha yavaş əriyəcək. Qırıntıların səth sahəsi-həcm nisbəti daha yüksəkdir və bu da havadan daha çox istiliyin eyni anda buza toxunmasına imkan verir.
Tutum və həcm vahidləri hansılardır?
Eyni şeyi ölçsələr də, "həcm" adətən kub vahidlərindən (sm^3$), "tutum" isə adətən Litr və ya Qallon kimi maye vahidlərindən istifadə edir. 1 sm^3$ tam olaraq 1 ml$-a bərabərdir.
Bir kürənin səth sahəsini necə hesablamaq olar?
Düstur $4\pi r^2$-dır. Maraqlıdır ki, bu, eyni radiusa malik düz dairənin sahəsinin tam dörd mislidir.
Yanal Səth Sahəsi ilə Ümumi Səth Sahəsi arasındakı fərq nədir?
Yan səth sahəsi, yuxarı və aşağı əsaslar istisna olmaqla, yalnız bir əşyanın "yan tərəflərini" (məsələn, qutunun üzərindəki etiketi) əhatə edir. Ümumi səth sahəsinə yan tərəflər və əsaslar daxildir.
Bir cismin sonsuz səth sahəsi, lakin məhdud həcmi ola bilərmi?
Bəli, nəzəri riyaziyyatda "Cəbrayılın buynuzu" kimi fiqurların həcmi məhdud, səth sahəsi isə sonsuzdur. Onu bir vedrə boya ilə doldurmaq olar, amma xaricini heç vaxt rəngləyib bitirə bilməzsən!
Hökm
Bir əşyanı örtmək, örtmək və ya soyutmaq üçün nə qədər material tələb olunduğunu bilmək lazım olduqda səth sahəsini seçin. Bir əşyanın tutumunu, çəkisini və ya otaqda nə qədər yer tutacağını hesablamaq lazım olduqda həcm seçimini edin.