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Cônes – Calculs Quelques exercices qui
montrent comment calculer le volume du cône. Le premier exemple montre un
calcul pas à pas de niveau collège. |
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Verre conique dans lequel on
verse un jus de fruit à une certaine hauteur. La figure donne les
paramètres. |
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Voir Théorème de Pythagore / Théorème de Thalès
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Un
cornet de glace à partager entre toi et moi. Je déguste la première moitié du
cône et te laisse la seconde. Est-ce bien équitable? J'en déguste combien en
plus? En
fait, le volume varie comme le cube de la hauteur. Calcul Résultats
numériques |
Cône hypothètique sans la boule qui dépasse
et en supposant que le fond est bien rempli. Il faut laisser les 8/10 de la hauteur pour être équitable: moitié,
moitié. En consommant la moitié supérieure de la hauteur,
on absorbe les 7/8 de la glace contenue dans le cône. Il n'en reste qu'un
huitième (0,125) pour son ami. |
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Question Avec
une surface donnée (un morceau de tissu, par exemple), je souhaite former le
cône de volume maximum. Que faire? Quelle hauteur? Quel rayon de base? Courbe La
démonstration nécessite l'utilisation des dérivées à partir de l'expression
de V = 1/3 R (S² – p ² R4) Tracé
de la courbe V = f(R) avec S = 10 Elle
montre un maximum atteint pour 2 = 1,414… |
Les
calculs donnent h = 2 R |
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Patron Pour
construire un cône, rien de plus simple: -
Découpez un disque; -
Évidez un secteur; Collez les deux
segments. |
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Volume Question!
Quel est le volume de ce cône? Périmètre
du grand cercle Circonférence
du secteur Périmètre
de la base du cône |
Pgc =
2 R P = 2 R - R (Angle
exprimé en radians) P = 2 r |
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Le bord du secteur sert de base au cône: les périmètres
(P) sont égaux (comme le montre la figure) Ce
qui permet de calculer le rayon de la base |
P = 2 R - R = 2 r r = R - R / 2 = R (1 - / 2) = k . R avec k = 1 - / 2 |
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Passons à la hauteur, nécessaire pour calculer le
volume |
h² = R² - r² = = R²
- k²R² = R² (1 – k²) h = R (1 – k²) |
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Le volume Une
formule bien compliquée Surtout
lorsqu'on remplace k par sa valeur |
V = 1/3 h . r² = 1/3 R (1 – k²)
(k . R)² =
1/3 R3 . k² . (1 – k²) = 1/3 R3
. (1 - / 2))² . |
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Exemple Pour
R = 1 mètre, par exemple Courbe Courbe
V = f ( ); calcul avec R = 1 Maximum
atteint pour |
= 90° = 1,57 radian V = 0,3896… m3 |
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Suite |
Tronc de
cône – Exemple de calcul |
Voir |
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Sites |
Cône
de révolution (et plus)
Cône – Homeomath |
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