Matematyka
Średni — liceum i technikum
Zakres materiału: podstawowy
Kule
Pomoce naukowe
Sfera jest powierzchnią, a kula obejmuje jej wnętrze. Objętość kuli zależy od sześcianu promienia, a pole sfery od kwadratu. Płaszczyzna przechodząca przez środek daje największy kołowy przekrój.
Najważniejsze w skrócie
Co warto wiedzieć na początek
Przydatne pojęcia i umiejętności
- Koło, potęgi i Pitagoras.
Po tej lekcji
- Oddziel powierzchnię od wnętrza
- Odczytaj promień przekroju
Oddziel powierzchnię od wnętrza
Zakres: Podstawowy
Dla promienia r pole sfery to cztery pola koła o tym promieniu. Objętość wynosi Po podwojeniu promienia pole rośnie czterokrotnie, objętość ośmiokrotnie.
Wymiary jednostek pomagają odróżnić wzory.
Kiedy stosujemy: r > 0; średnicę przed podstawieniem dzielimy przez 2.
Przykłady zastosowania
- Dla r = 3: P = 36π, V = 36π.
Źródła: [2].
Odczytaj promień przekroju
Zakres: Podstawowy
Gdy płaszczyzna jest oddalona od środka o d < r, promień kołowego przekroju ρ spełnia ρ2 + d2 = r2. Dla d = 0 otrzymujemy koło wielkie.
Promień kuli, odległość do płaszczyzny i promień przekroju tworzą trójkąt prostokątny.
Kiedy stosujemy: Dla d = r przekrój jest punktem, dla d > r nie ma przecięcia.
Przykłady zastosowania
- r = 5, d = 3 → ρ = 4.
Źródła: [2].
Omówione przykłady krok po kroku
1. Pole
Zakres: Podstawowy
Pytanie lub sytuacja: Oblicz pole sfery o r = 2 cm.
Jak podejść do zadania: Podnieś promień do kwadratu.
- r2 = 4.
- P = 4π · 4.
- P = 16π cm2.
Odpowiedź: 16π cm2.
Sprawdzenie i interpretacja: To cztery pola koła 4π cm2.
2. Objętość
Zakres: Podstawowy
Pytanie lub sytuacja: Oblicz objętość kuli o r = 3 cm.
Jak podejść do zadania: Użyj sześcianu promienia.
- 33 = 27.
- V = 4π · .
- V = 36π cm3.
Odpowiedź: 36π cm3.
Sprawdzenie i interpretacja: Dzielenie 27 przez 3 daje 9, a 4 · 9 = 36.
3. Dane średnicą
Zakres: Podstawowy
Pytanie lub sytuacja: Sfera ma średnicę 10. Oblicz pole.
Jak podejść do zadania: Najpierw promień.
- r = 5.
- P = 4π · 25.
- P = 100π.
Odpowiedź: 100π.
Sprawdzenie i interpretacja: Wzór równoważny P = πd2 daje 100π.
4. Przekrój
Zakres: Podstawowy
Pytanie lub sytuacja: Kula ma r = 5. Płaszczyzna jest odległa od środka o 3. Oblicz pole przekroju.
Jak podejść do zadania: Najpierw promień przekroju.
- ρ2 = 25 − 9 = 16.
- ρ = 4.
- Pole = π · 16.
Odpowiedź: 16π.
Sprawdzenie i interpretacja: Przekrój ma mniejszy promień niż kula.
5. Skala
Zakres: Podstawowy
Pytanie lub sytuacja: Promień kuli zwiększono trzy razy. Jak zmieniają się pole i objętość?
Jak podejść do zadania: Zastosuj kwadrat i sześcian skali.
- Pole: 32 = 9 razy.
- Objętość: 33 = 27 razy.
- Skalujemy wszystkie długości.
Odpowiedź: Pole 9 razy; objętość 27 razy większa.
Sprawdzenie i interpretacja: Podstawienie 3r do wzorów daje te czynniki.
6. Odtwórz promień
Zakres: Podstawowy
Pytanie lub sytuacja: Objętość kuli wynosi 288π. Oblicz r.
Jak podejść do zadania: Wyznacz sześcian promienia.
- r3 = 216.
- r = 6.
Odpowiedź: 6.
Sprawdzenie i interpretacja: 4π · = 288π.
Typowe błędy i poprawne rozumowanie
Błędne rozumowanie: Sfera i kula oznaczają dokładnie ten sam zbiór.
Dlaczego to błąd: Sfera jest brzegiem kuli.
Poprawnie: Wnętrze należy do kuli, ale nie do sfery.
Błędne rozumowanie: Pole sfery to πr2.
Dlaczego to błąd: To pole kołowego przekroju przez środek.
Poprawnie: Pole sfery wynosi 4πr2.
Podsumowanie — zapamiętaj
- Wymiary jednostek pomagają odróżnić wzory.
- Promień kuli, odległość do płaszczyzny i promień przekroju tworzą trójkąt prostokątny.
Sprawdź wiedzę w ćwiczeniach
Źródła i dalsza nauka
Data sprawdzenia materiału: 23.10.2026.
- ZPE: Matematyka — liceum i technikum
Zakres źródła: Treści nauczania w zakresie podstawowym i rozszerzonym
- CKE: Stereometria
Zakres źródła: Rozdział 12: graniastosłupy, ostrosłupy i bryły obrotowe
