Class 9 Maths Chapter 13 – पृष्ठीय क्षेत्रफल और आयतन

Class 9 Maths पृष्ठीय क्षेत्रफल और आयतन (प्रश्नावली 13.6)

जब तक अन्यथा न कहा जाए, लीजिए।

1. एक बेलनाकार बर्तन के आधार की परिधि 132 सेमी और उसकी ऊँचाई 25 सेमी है। इस बर्तन में कितने लीटर पानी आ सकता है? (1000 सेमी3 = 1 लीटर)

हल : बर्तन के आधार की परिधि = 132 सेमी

मान लीजिए आधार की त्रिज्या = r
∵ बेलन का आधार वृत्तीय है।
∴ 2????rh = 132 सेमी
या
या
बर्तन की ऊँचाई h = 25 सेमी
बर्तन का आयतन = बेलन का आयतन
= ????r2h

= 34650 सेमी3
= लीटर [∵ 1000 सेमी3 = 1 लीटर]
= 34.65 लीटर]

2. लकड़ी के एक बेलनाकार पाइप का आंतरिक व्यास 24 सेमी है और बाहरी व्यास 28 सेमी है। इस पाइप की लम्बाई 35 सेमी है। इस पाइप का द्रव्यमान ज्ञात कीजिए, यदि 1 सेमी लकड़ी का द्रव्यमान 0.6 ग्राम है।

हल : बेलनाकार पाइप का आंतरिक व्यास = 24 सेमी
∴ पाइप की आंतरिक त्रिज्या

पाइप का बाह्य व्यास = 28 सेमी
∴ पाइप की बाह्य त्रिज्या
पाइप की लम्बाई = 35 सेमी
लकड़ी का आयतन
= बेलन का बाह्य आयतन – बेलन का आंतरिक आयतन
= ????R2h – ????r2h
[पाइप की लंबाई को बेलन की ऊँचाई के रूप में प्रयोग करने पर]
= ????h (R2 – r2)

= 110 [196 – 144] सेमी3
= 110 x 52 सेमी3
= 5720 सेमी3
1 सेमी3 लकड़ी का द्रव्यमान = 0.6 ग्राम
5720 सेमी2 लकड़ी का द्रव्यमान
= 0.6 x 5720 ग्राम = 3432 ग्राम
[ 1000 ग्राम = 1 किग्रा]
= 3.432 किग्रा

3. एक सोफ्ट ड्रिंक (soft drink) दो प्रकार के पैकों में उपलब्ध है : (i) लम्बाई 5 सेमी और चौड़ाई 4 सेमी वाले एक आयताकार आधार का टिन का डिब्बा जिसकी ऊँचाई 15 सेमी है और (ii) व्यास 7 सेमी वाले वृत्तीय आधार और 10 सेमी ऊँचाई वाला एक प्लास्टिक का बेलनाकार डिब्बा। किस डिब्बे की धारिता अधिक है और कितनी अधिक है?

हल :

पहली स्थिति में :
आयताकार आधार की लम्बाई = 5 सेमी
आयताकार आधार की चौड़ाई = 4 सेमी
टिन के डिब्बे की ऊँचाई = 15 सेमी
टिन के डिब्बे का आयतन = लम्बाई x चौड़ाई x ऊँचाई
= 5 सेमी x 4 सेमी x 15 सेमी
= 300 सेमी3 …..(i)
दूसरी स्थिति में :

बेलन के आधार का व्यास = 7 सेमी
∴ बेलन के आधार की त्रिज्या ;
बेलन की ऊँचाई ; h = 10 सेमी बेलन की धारिता = बेलन का आयतन
= ????r3h

= 11 x 7 x 5 = 385 सेमी3 … (II)
I और II से,
बेलनाकार डिब्बे की धारिता (385 – 300) सेमी3 = 85 सेमी3 अधिक है।

4. यदि एक बेलन का पार्श्व पृष्ठीय क्षेत्रफल 94.2 सेमी है और उसकी ऊँचाई 5 सेमी है, तो ज्ञात कीजिए : (i) आधार की त्रिज्या (ii) बेलन का आयतन
(???? = 3.14 लीजिए)

हल : बेलन का पार्श्व पृष्ठीय क्षेत्रफल = 94.2 सेमी2 … (I)
बेलन की ऊँचाई ; h = 5 सेमी
मान लीजिए कि आधार की त्रिज्या = r
∴ बेलन का पाश्र्व पृष्ठीय क्षेत्रफल = 2????rh
= 2 x 3.14 x r x 5 सेमी2
= 31.4 सेमी
समीकरण I और II से,
31.4r सेमी = 94.2 सेमी2
या,
बेलन का आयतन = ????r2h
= 3.14 x 3 x 3 x 5 सेमी3
= 141.3 सेमी3

5. 10 मी गहरे एक बेलनाकार बर्तन के आंतरिक वक्र पृष्ठ को पेंट कराने का व्यय ₹ 2200 है। यदि पेंट कराने की दर ₹ 20 प्रति मी2 है, तो ज्ञात कीजिए :
(i) बर्तन का आंतरिक वक्र पृष्ठीय क्षेत्रफल
(ii) आधार की त्रिज्या
(iii) बर्तन की धारिता

हल : बर्तन के आतंरिक वक्र पृष्ठीय क्षेत्रफल को पेंट कराने का कुल व्यय = ₹ 2200
दर = ₹ 20 प्रति मी2
(i) बर्तन का आंतरिक वक्र पृष्ठीय क्षेत्रफल
= कुल व्यय/दर= …(i)
= = मी = 110 मी = दर 20
(ii) बर्तन की गहराई ; h = 10 मी
मान लीजिए, आधार की त्रिज्या = r
∴ बर्तन का आंतरिक पृष्ठीय क्षेत्रफल = 2????rh
…(ii)
∴ I और II, से

या
= 1.75 मी
(iii) अब, r = 1.75 मी
h = 10 मी
बर्तन की धारिता
= बेलन का आयतन
= ????r2h

= 96.25 मी2
= 96.25 किलोलीटर [∵ 1 मी3 = 1 किलो लीटर]

6. ऊँचाई 1 मी वाले एक बेलनाकार बर्तन की धारिता 15.4 लीटर है। इसको बनाने के लिए कितने वर्ग मीटर धातु की शीट की आवश्यकता होगी? (1000 l = 1 मी3)

हल : बर्तन की ऊँचाई : h = 1 मी,
बर्तन की धारिता = 15.4 l
…..(i)
[ 1000 l = 1 मी3]
मान लीजिए बर्तन के आधार की त्रिज्या = r
∴ ????r2h=0.0154मी3
या,
या,
या, = 0.0007×7 मी2 = 0.0049 मी2
या, = r = √0.0049 मी = 0.07 मी

∵ बर्तन बन्द बेलनाकार है।
∴ बर्तन बनाने में लगी धातु का क्षेत्रफल
= बर्तन का वक्र पृष्ठीय क्षेत्रफल
+ दो वृत्ताकार ढक्कनों का क्षेत्रफल
= 2????rh + 2????r2
= 2????r(h + r)


= 44 x 0.01 x 1.07 मी2
= 0.4708 मी2

7. सीसे की एक पेंसिल (lead pencil) लकड़ी के एक बेलन के अभ्यंतर में ग्रेफाइट (graphite) से बने ठोस बेलन को डाल कर बनाई गई है। पेंसिल का व्यास 7 मिमी है और ग्रेफाइट का व्यास 1 मिमी है। यदि पेंसिल की लम्बाई 14 सेमी है, तो लकड़ी का आयतन और ग्रेफाइट का आयतन ज्ञात कीजिए।

हल : मान लीजिए ग्रेफाइट की त्रिज्या = r
∴ व्यास 2r = 1 मिमी

ग्रेफाइट की ऊँचाई = h = 14 सेमी
ग्रेफाइट का आयतन = ????r2


= 0.11 सेमी
मान लीजिए पेंसिल की त्रिज्या = R
∴ व्यास 2R = 7 मिमी


[∵ 10 मिमी = 1 सेमी; ∴ 1 मिमी = सेमी]

पेंसिल का आयतन = ????R2h


= 5.39 सेमी3
लकड़ी का आयतन = पेंसिल का आयतन – ग्रेफाइट का आयतन
= (5.39 – 0.11) सेमी3
= 5.28 सेमी3

8. एक अस्पताल (hospital) के एक रोगी को प्रतिदिन 7 सेमी व्यास वाले एक बेलनाकार कटोरे में सूप (Soup) दिया जाता है। यदि यह कटोरा सूप से 4 सेमी ऊँचाई तक भरा जाता है, तो इस अस्पताल में 250 रोगियों के लिए प्रतिदिन कितना सूप तैयार किया जाता है?

हल :मान लीजिए बेलनाकार कटोरे के वत्तीय आधार की त्रिज्या = r
∴ व्यास ; 2r = 7 सेमी

कटोरे में सूप की ऊँचाई, h = 4 सेमी
बेलनाकार कटोरे का आयतन = ????r2h


= 22 x 7 सेमी3
= 154 सेमी3
∴ एक कटोरे में भरे गए सूप की मात्रा
= 154 सेमी3
ऐसे 250 कटोरे रोगियों को दिए जाते हैं।
अतः, अस्पताल द्वारा तैयार किए गए सूप की कुल मात्रा
= (250 x 154) सेमी3
= 38500 सेमी3
[लीटर = 1000 सेमी3]
= 38.5 लीटर

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