回転体(放物線による回転体)の体積についての教材
- Type:
- 3D data
- Category:
- 算数・数学
- Author:
- 金子健(国立特別支援教育総合研究所)
- Target:
- 高校3年
- Data description:
高校数学Ⅲで、曲線をx軸の周りに回転させてできる回転体の体積を、積分で求める内容がある。その体積は、軸に対して垂直に立体を4分割、8分割等分割してできる円柱(円盤)(その立体よりもはみ出したり足りなかったりする)の体積を加算すると(円盤による階段状の立体の体積として)近似値が求められ、その極限をとると(積分すると)正確な値が求められる。
この教材は、曲線としては放物線についての教材である。この教材では、cmを単位として、y=1/2*x*xの放物線を、y軸の周りに、yの値を0から8までとした場合に回転させてできる回転体と、それを4分割で近似したもの、8分割で近似したものを作成している。後2者については、各円盤を作成し、その中心に穴(直径5mm強)をあけ、直径5mmの丸棒を通せるようにしている。その丸棒のデータも含んでいる。
3Dプリンターでの造形で、丸棒については、強度を上げるために、内部の充填率を100%にする必要がある。また、丸棒について、サポート材を付ける必要があるが、サポート材の形状は、箱型(薄い板状の箱のような形状)のものではなく、ツリー型(線状で分岐もするもの)でないと、サポート材を付けることができないようである。
画像では、放物線の頂点を上にして示しているが、y軸の周りに回転ということでは、頂点は下となる。
なお、x軸の周りに回転させるとすると、xとyが入れ替わるので、この教材では、放物線の方程式は、y*y=2*x となる。また、x軸の周りに回転とということでは、頂点は左となる。
- License:
- CC-BY, NC, SA
- Size:
- 放物線による回転体は、8cm×8cm×8cm。円柱(円盤)の中心の穴の直径は5mm強。丸棒の直径は5mmで、長さ140mm。
- 3D printer:
- Flashforge Adventurer4
- Materials:
- ABS white
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