גוף סיבוב – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
Shaitibber (שיחה | תרומות)
מ הגהה
Shaitibber (שיחה | תרומות)
אין תקציר עריכה
שורה 1:
{{אין לבלבל עם|משטח סיבוב}}
ב[[גאומטריה]] של המרחב, '''גוף סיבוב''' הוא הגוף הנוצר ע"י סיבוב [[עקומהמשטח (טופולוגיה)|משטח]] מסביב ל[[ישר]] (לרוב,שנקרא אחד[[ציר הציריםסיבוב|ציר הסיבוב]]) שמונח על אותו [[מישור (גאומטריה)|מישור]]. לדוגמה, אם נסובב [[עיגול|עיגול]] סביב ישר העובר דרך מרכזו נקבל [[כדור (גאומטריה)|כדור]].{{ש}}
לדוגמה, אם נסובב את המעגל <math>(x-2)^2+y^2=1</math> סביב ציר ה-y נקבל [[טורוס]], ואילו אם נסובב את אותו המעגל מסביב לישר <math>x=2</math> (שעובר דרך מרכז המעגל) נקבל [[כדור (גאומטריה)|כדור]].
לפעמים נוהגים להשתמש במונח "גופי סיבוב" גם לתאר משטחים הנוצרים ע"י סיבוב עקומה, אך חשוב להבדיל בין השניים; בעוד שגוף סיבוב הוא צורה תלת-מימדית, משטח סיבוב הוא [[יריעה]] דו-מימדית.
 
[[File:Rotationskoerper animation.gif|thumb|left|סיבוב עקומה סביב ציר ה-z]]
 
==נפח גוף סיבוב==
נפח גוף הסיבוב המתקבל ע"י סיבוב השטח הכלוא בין הפונקציה <math>f(x)</math> לציר ה-x ולישרים <math>x=a</math> ו- <math>x=b</math> מסביב לציר ה-x הוא:
בכדי לחשב את הנפח של גוף סיבוב, נרצה לסכום (ע"י [[אינטגרציה (מתמטיקה)|אינטגרציה]]) את שטחם של כל העיגולים (המאונכים לציר הסיבוב) שנוצרו ע"י הסיבוב מחלקו העליון של הגוף עד לתחתית שלו.
שטח עיגול נתון ע"י הנוסחה <math>\pi r^2</math> כאשר <math>r</math> הוא הרדיוס של העיגול. הרדיוס של העיגולים שנרצה לסכום נתון, למעשה, ע"י המרחק בין העקומה לציר הסיבוב ולכן אם נרצה לדוגמה לחשב את נפח גוף הסיבוב המתקבל ע"י סיבוב השטח הכלוא בין הפונקציה <math>f(x)</math> לציר ה-x ולישרים x=a ו- x=b מסביב לציר ה-x נשתמש בנוסחה:
{{ש}}
<math>V = \pi \int_a^b f^2(x) \,dx </math>
{{ש}}
ההסבר לנוסחא הוא שבכדי לחשב את הנפח של גוף הסיבוב, נבנה צורה הדומה לו ע"י ערימת אוסף של דיסקות. מכך שנפחה של דיסקית נתון ע"י הנוסחא <math>\pi r^2 h</math> (כאשר <math>r</math> הוא רדיוס הדיסקה, ו-<math>h</math> הוא גובהה) ושרדיוס כל דיסקה שווה בקירוב לערך הפונקציה בסביבתו, נקבל את הנוסחא המבוקשת.
מקרה מיוחד שראוי לציון הוא של נפח גוף הסיבוב המתקבל ע"י סיבוב השטח הכלוא בין הישרים x=a, x=b ו'''שתי''' פונקציות - f ו-g מסביב לציר ה-x. נוכל לעשות זאת ע"י סכימת שטחן של הטבעות הנוצרות ע"י הסיבוב, ומשימוש בנוסחה הקודמת נקבל שהנפח נתון ע"י הנוסחה:
 
מקרה מיוחד שראוי לציון הוא של נפח גוף הסיבוב המתקבל ע"י סיבוב השטח הכלוא בין הישרים <math>x=a</math> , <math>x=b</math> ו'''שתי''' פונקציות - f ו-g מסביב לציר ה-x. נוכל לעשות זאת ע"י סכימתחיסור שטחןנפח של הטבעות הנוצרות ע"יגוף הסיבוב, ומשימוששל בנוסחההצורה הקודמתהפנימית נקבלמהחיצונית שהנפחונקבל נתון ע"ישהנוסחא הנוסחההיא:
{{ש}}
<math>V = \pi \int_a^b \vert f^2(x) - g^2(x)\vert\,dx</math>
 
==שטח גוף סיבוב==
באופן דומה לחישוב הנפח, אם נרצה לחשב את שטחו החיצוני של גוף הסיבוב, נרצה לסכום את היקפם של כל המעגלים (המאונכים לציר הסיבוב) שנוצרו ע"י הסיבוב מחלקו העליון של הגוף עד לתחתית שלו. היקף המעגל נתון ע"י הנוסחה <math>2\pi r</math> כאשר <math>r</math> הוא רדיוס המעגל, ולכן אם נרצה לחשב את שטח גוף הסיבוב הנוצר ע"י סיבוב השטח הכלוא בין הפונקציה (f(x לציר ה-x ולישרים x=a ו- x=b מסביב לציר ה-x נשתמש בנוסחההוא:
{{ש}}
<math>VA = 2\pi \int_a^b bf(x)\sqrt{1+\left(f'(x)\right)^2} \,dx dx</math>
 
 
 
[[קטגוריה:חשבון אינפיניטסימלי]]