Eine Treppe aus Beton besteht aus drei Stufen, wie in der Abbildung dargestellt.
Die Maße sind in Dezimetern (\(\text{dm}\)) angegeben. Jede Stufe hat eine Höhe von \(2\,\text{dm}\) und eine Auftrittstiefe von \(3\,\text{dm}\). Die gesamte Breite der Treppe beträgt \(10\,\text{dm}\).
Berechne das Volumen der Treppe in Kubikdezimetern (\(\text{dm}^3\)). Wie viele Liter Beton werden für den Bau dieser Treppe benötigt?
Denkanstöße
- Stell dir vor, du zerlegst die Treppe in einzelne, einfache Quader. Welche Möglichkeiten gibt es dafür?
- Du kannst die Treppe entweder in waagerechte Schichten oder in senkrechte Säulen aufteilen.
- Berechne das Volumen jedes einzelnen Quaders.
- Addiere die Teilvolumina, um das Gesamtvolumen zu erhalten.
- Überlege, wie viele Liter in einen Kubikdezimeter passen.
Lösung
1. Aufteilung in drei horizontale Quader-Schichten:
- Untere Schicht: Länge \(9\,\text{dm}\), Breite \(10\,\text{dm}\), Höhe \(2\,\text{dm}\). Volumen: \(V_1 = 9\,\text{dm} \cdot 10\,\text{dm} \cdot 2\,\text{dm} = 180\,\text{dm}^3\).
- Mittlere Schicht: Länge \(6\,\text{dm}\), Breite \(10\,\text{dm}\), Höhe \(2\,\text{dm}\). Volumen: \(V_2 = 6\,\text{dm} \cdot 10\,\text{dm} \cdot 2\,\text{dm} = 120\,\text{dm}^3\).
- Obere Schicht: Länge \(3\,\text{dm}\), Breite \(10\,\text{dm}\), Höhe \(2\,\text{dm}\). Volumen: \(V_3 = 3\,\text{dm} \cdot 10\,\text{dm} \cdot 2\,\text{dm} = 60\,\text{dm}^3\).
- Gesamtvolumen: \(V = V_1 + V_2 + V_3 = 180\,\text{dm}^3 + 120\,\text{dm}^3 + 60\,\text{dm}^3 = 360\,\text{dm}^3\).
2. Alternativ: Aufteilung in drei vertikale Quader-Säulen:
- Vordere Stufe: Tiefe \(3\,\text{dm}\), Breite \(10\,\text{dm}\), Höhe \(2\,\text{dm}\). Volumen: \(V_{\text{vorne}} = 3\,\text{dm} \cdot 10\,\text{dm} \cdot 2\,\text{dm} = 60\,\text{dm}^3\).
- Mittlere Stufe: Tiefe \(3\,\text{dm}\), Breite \(10\,\text{dm}\), Höhe \(4\,\text{dm}\). Volumen: \(V_{\text{mitte}} = 3\,\text{dm} \cdot 10\,\text{dm} \cdot 4\,\text{dm} = 120\,\text{dm}^3\).
- Hintere Stufe: Tiefe \(3\,\text{dm}\), Breite \(10\,\text{dm}\), Höhe \(6\,\text{dm}\). Volumen: \(V_{\text{hinten}} = 3\,\text{dm} \cdot 10\,\text{dm} \cdot 6\,\text{dm} = 180\,\text{dm}^3\).
- Gesamtvolumen: \(V = 60\,\text{dm}^3 + 120\,\text{dm}^3 + 180\,\text{dm}^3 = 360\,\text{dm}^3\).
Da \(1\,\text{dm}^3 = 1\,\text{l}\) ist, werden \(360\,\text{l}\) Beton benötigt.
Antwort
Das Volumen der Treppe beträgt \(360\,\text{dm}^3\). Es werden \(360\,\text{l}\) Beton benötigt.