תיבה היא הגוף התלת-ממדי הראשון שלומדים. יש לה 6 פאות — כולן מלבנים, 12 מקצועות ו-8 קודקודים. קובייה היא תיבה שכל מקצועותיה שווים, בדיוק כמו שריבוע הוא מלבן מיוחד.
על אותה תיבה שואלים שלוש שאלות שונות, ולכל אחת חישוב משלה: כמה נכנס בפנים, כמה נייר צריך כדי לעטוף הכול, וכמה נייר צריך כדי לעטוף רק את הצדדים.
נפח של תיבה
נפח הוא כמה מקום יש בתוך התיבה — כמה קוביות קטנות נכנסות בה.
נפח התיבה = אורך × רוחב × גובה
ולכן נפח נמדד ביחידות מעוקבות — סמ״ק — כי סופרים קוביות, לא ריבועים. שלושה כיוונים, חזקה שלישית.
תיבה שמידותיה 5, 4 ו-3 ס״מ. מהו נפחה?
Show the answer and the solution
60 סמ״ק. מכפילים את שלוש המידות: .
שטח הפנים של תיבה
שטח פנים הוא סכום שטחי כל שש הפאות — כמה נייר צריך כדי לעטוף את התיבה כולה. הפאות מגיעות בשלושה זוגות זהים: עליון ותחתון, קדמי ואחורי, שני צדדים.
הדרך שלא נשכחת: לפרוס את התיבה על השולחן. מקבלים שישה מלבנים בשורה, מחשבים כל אחד ומחברים. הנוסחה היא רק קיצור של הפריסה.
תיבה
חשבו את שטח הפנים.
הפאה הראשונה
השנייה
והשלישית
כל אחת מופיעה פעמיים
שטח מעטפת של תיבה
מעטפת היא רק הצדדים — ארבע הפאות שמסביב, בלי הבסיס העליון והתחתון. חשבו על תווית שעוטפת קופסת דגני בוקר: היא מקיפה את הקופסה, אבל לא מכסה את המכסה ואת התחתית.
ארבע הפאות האלה יוצרות יחד מלבן אחד ארוך כשפורסים אותן: רוחבו הוא היקף הבסיס, וגובהו הוא גובה התיבה.
אותה תיבה
הבסיס הוא והגובה 3. מהו שטח המעטפת?
קודם היקף הבסיס
ההיקף כפול הגובה
ושני הבסיסים, שאינם נכללים במעטפת
יחד — בדיוק שטח הפנים שחישבנו למעלה
זו הבדיקה: מעטפת ועוד שני הבסיסים = שטח פנים. אם חיברתם ולא קיבלתם את שטח הפנים, אחד משני החישובים שגוי.
תיבה שבסיסה וגובהה 10. מהו שטח המעטפת?
Show the answer and the solution
160. היקף הבסיס הוא , וכפול הגובה: .
שימו לב איזה גובה נלקח: הצלע שאיננה חלק מהבסיס. אם הבסיס משתנה — משתנה גם הגובה, וגם המעטפת. בתיבה שאיננה קובייה יש שלוש מעטפות אפשריות, לפי הפאה שנבחרה כבסיס.
קובייה — הכול מצלע אחת
תיבה שכל פאותיה ריבועים היא קובייה. יש בה רק מידה אחת — הצלע — ולכן שתי הנוסחאות מתקצרות:
נפח הקובייה — הצלע בשלישית ( כפול כפול ). מכאן השם «בחזקת שלוש».
שטח הפנים — שש פאות ריבועיות זהות, כל אחת בשטח .
ומכאן גם יחידת המידה לנפח: קובייה שצלעה 1 ס״מ תופסת בדיוק 1 סמ״ק (סנטימטר מעוקב). למדוד נפח = לספור כמה קוביות יחידה כאלה נכנסות בגוף.
קובייה שצלעה 3 ס״מ. מהו שטח הפנים שלה?
Show the answer and the solution
54 סמ״ר. . והנפח? סמ״ק — שני חישובים שונים לגמרי.
הקובייה הצבועה
בונים קובייה גדולה מ-27 קוביות קטנות — שלוש על שלוש על שלוש — וטובלים אותה כולה בצבע. אחר כך מפרקים. לכל קובייה קטנה יש עכשיו 0, 1, 2 או 3 פאות צבועות, והכול תלוי איפה היא ישבה.
בפינות — שלוש פאות צבועות. כמו מספר הקודקודים.
באמצע המקצועות — שתי פאות צבועות. אחת לכל מקצוע.
במרכז הפאות — פאה צבועה אחת. אחת לכל פאה.
בלב — אף פאה צבועה.
בקובייה הצבועה — כמה קוביות קטנות יש בה בסך הכול, והאם שווה למספר הזה?
Show the answer and the solution
27, וכן. . זו הבדיקה שכל קובייה נספרה פעם אחת בדיוק — אף אחת לא נשכחה ואף אחת לא נספרה פעמיים.
שלוש הטעויות של התיבה.
שכחו את הכפל בשתיים. לכל פאה יש תאומה בצד הנגדי.
זו נוסחת שטח הפנים. המעטפת היא ארבע פאות בלבד — בלי שני הבסיסים.
נפח הוא בחזקה שלישית. שטח פנים ומעטפת — בחזקה שנייה.
Exercises
Exercise 1
מהו נפח תיבה שמידותיה 5, 4 ו-3?
Show the answer and the solution
Answer: 60
Worked solution:
מכפלת שלוש המידות
ביחידות מעוקבות — שלושה כיוונים.
Exercise 2
מהו שטח הפנים של תיבה שמידותיה 5, 4 ו-3?
Show the answer and the solution
Answer: 94
Worked solution:
פאה ראשונה
שנייה
שלישית
כל אחת פעמיים
שש פאות בשלושה זוגות.
Exercise 3
מהו נפח קובייה שמקצועה 4?
Show the answer and the solution
Answer: 64
Worked solution:
שלוש מידות שוות
בקובייה כל המקצועות שווים — ומכאן החזקה השלישית.
Exercise 4
כמה פאות יש לתיבה?
Show the answer and the solution
Answer: 6
Worked solution:
שלושה זוגות
ועוד: 12 מקצועות ו-8 קודקודים.
Exercise 5
מהי היחידה של נפח?
Show the answer and the solution
Answer: B
Worked solution:
סופרים קוביות
שלושה כיוונים — חזקה שלישית.
Exercise 6
תיבה שבסיסה 5 על 4 וגובהה 3. מהו שטח המעטפת?
Show the answer and the solution
Answer: 54
Worked solution:
היקף הבסיס
כפול הגובה
המעטפת היא ארבע הפאות שמסביב — בלי שני הבסיסים.
Exercise 7
תיבה שבסיסה 6 על 2 וגובהה 10. מהו שטח המעטפת?
Show the answer and the solution
Answer: 160
Worked solution:
היקף הבסיס
כפול הגובה
ארבע הפאות נפרסות למלבן אחד: ההיקף הוא רוחבו, הגובה הוא גובהו.
Exercise 8
שטח המעטפת של תיבה הוא 54, ושטח בסיס אחד הוא 20. מהו שטח הפנים?
Show the answer and the solution
Answer: 94
Worked solution:
שני הבסיסים
מעטפת ועוד הבסיסים
זו הבדיקה: מעטפת ועוד שני הבסיסים = שטח פנים.
Exercise 9
שטח המעטפת של קובייה שמקצועה 4?
Show the answer and the solution
Answer: 64
Worked solution:
היקף הבסיס — ריבוע
כפול הגובה
בקובייה המעטפת היא ארבע פאות מתוך שש, כלומר משטח הפנים (96).
Exercise 10
מה ההבדל בין שטח פנים לשטח מעטפת?
Show the answer and the solution
Answer: C שטח פנים כולל את כל שש הפאות, המעטפת רק את ארבע הצדדים
Worked solution:
ההפרש הוא בדיוק שני הבסיסים
תווית שעוטפת קופסה מקיפה את הצדדים, ולא את המכסה ואת התחתית.
Exercise 11
מהו נפח קובייה שצלעה 5 ס״מ? (בסמ״ק)
Show the answer and the solution
Answer: 125
Worked solution:
צלע בשלישית
לא ! חזקה שלישית היא כפל בעצמו שלוש פעמים.
Exercise 12
מהו שטח הפנים של קובייה שצלעה 4 ס״מ? (בסמ״ר)
Show the answer and the solution
Answer: 96
Worked solution:
שטח פאה אחת
שש פאות זהות
שטח פנים — תמיד סמ״ר, גם כשמדובר בגוף תלת-ממדי. שטח נשאר שטח.
Exercise 13
שטח הפנים של קובייה הוא 150 סמ״ר. מהי צלע הקובייה בס״מ?
Show the answer and the solution
Answer: 5
Worked solution:
שטח פאה אחת
צלע הריבוע
הולכים אחורה: מחלקים ב-6, ואז שואלים איזה מספר בריבוע נותן 25.
Exercise 14
מכפילים את צלע הקובייה פי 2. מה קורה לנפח?
Show the answer and the solution
Answer: B גדל פי 8
Worked solution:
ההכפלה נכנסת שלוש פעמים
פי 2 בכל אחד משלושת הכיוונים: . זו הפתעה קבועה במבחנים.
Exercise 15
שורה אחת שגויה — מצאו אותה
Show the answer and the solution
Answer: →
Worked solution:
שכחו את הכפל בשתיים. לכל פאה יש תאומה בצד הנגדי.
פאות התיבה
Exercise 16
תיבה שמידותיה 12 ס״מ, 12 ס״מ ו-5 ס״מ. כמה מפאותיה הן ריבועים?
Show the answer and the solution
Answer: 2
Worked solution:
הפאה הריבועית — ויש לה פאה נגדית זהה
ארבע הפאות האחרות הן — מלבנים, לא ריבועים. תיבה שכל פאותיה ריבועים היא קובייה.
שטח הפנים של תיבה
Exercise 17
לפניכם פריסה של תיבה שמידותיה 8 ס״מ, 6 ס״מ ו-3 ס״מ. מה שטח הפנים שלה בסמ״ר?
Show the answer and the solution
Answer: 180
Worked solution:
כל פאה מופיעה פעמיים
שטח פנים נמדד בסמ״ר — הוא סכום שטחי שש הפאות, ולא נפח.
קובייה — הכול מצלע אחת
Exercise 18
שלושה בקבוקים בצורת קובייה, ומחירם זהה. באיזה מהם יש הכי הרבה נוזל?
Show the answer and the solution
Answer: D צלע 300 מ״מ
Worked solution:
בסנטימטרים
בסנטימטרים
לפני שמשווים — ממירים הכול לאותה יחידה. 30 ס״מ מול 3.5 ס״מ מול 4 ס״מ; המספר הגדול בכתיב אינו המידה הגדולה.
נפח של תיבה
Exercise 19
רוצים לארוז קופסאות שמידותיהן 10 ס״מ, 5 ס״מ ו-4 ס״מ בתוך ארגז שמידותיו 40 ס״מ, 30 ס״מ ו-20 ס״מ. מה המספר הגדול ביותר של קופסאות שייכנסו?
Show the answer and the solution
Answer: 120
Worked solution:
סופרים כמה נכנסות בכל כיוון ומכפילים. חלוקת נפח בנפח נותנת כאן את אותה תשובה, אבל היא מטעה כשהמידות אינן מתחלקות.
Exercise 20
תיבה בנויה מקוביות של 1 סמ״ק, ומידותיה 4 ס״מ, 3 ס״מ ו-2 ס״מ. הוסרו ממנה 5 קוביות. מה נפח הגוף שהתקבל, בסמ״ק?
Show the answer and the solution
Answer: 19
Worked solution:
נפח התיבה השלמה
הנפח יורד בדיוק במספר הקוביות שהוסרו. שטח הפנים, לעומת זאת, יכול דווקא לגדול — כי נפתחו פאות חדשות.
Exercise 21
קופסה בצורת תיבה, ומידותיה מבפנים 10 ס״מ, 6 ס״מ ו-5 ס״מ. כמה קוביות שלמות שמקצוען 2 ס״מ אפשר לסדר בה לכל היותר?
Show the answer and the solution
Answer: 30
Worked solution:
לאורך — חמש קוביות
לרוחב — שלוש
לגובה — רק שתי קומות שלמות
סך הכול
הפיתוי: לחלק נפח בנפח, . אבל חצי קומה של קוביות אינה נכנסת — סופרים בכל כיוון כמה קוביות שלמות נכנסות.
Exercise 22
אקווריום בצורת תיבה, ובסיסו 50 ס״מ על 40 ס״מ. שופכים לתוכו 30 ליטר מים. לאיזה גובה יגיעו המים, בס״מ?
Show the answer and the solution
Answer: 15
Worked solution:
קודם ממירים לסמ״ק
שטח הבסיס, בסמ״ר
הגובה — נפח חלקי שטח הבסיס
שני פיתויים: לשכוח להמיר ליטרים לסמ״ק, או לחלק במספר אחד בלבד. נפח = בסיס × גובה, ולכן גובה = נפח : בסיס.
Exercise 23
באקווריום שבסיסו 40 ס״מ על 25 ס״מ יש מים. מכניסים לתוכו אבן, והיא שוקעת עד הקרקעית. גובה המים עולה ב-3 ס״מ. מהו נפח האבן, בסמ״ק?
Show the answer and the solution
Answer: 3000
Worked solution:
שטח הבסיס
נפח «שכבת» המים שעלתה
האבן דוחקת מים בדיוק כנפחה. המים שעלו הם תיבה שטוחה: הבסיס של האקווריום, והגובה רק 3 ס״מ — לא הגובה של כל המים.
שטח הפנים של תיבה
Exercise 24
קופסה בלי מכסה בצורת תיבה: אורכה 30 ס״מ, רוחבה 20 ס״מ וגובהה 10 ס״מ. כמה סמ״ר קרטון צריך כדי לבנות אותה?
Show the answer and the solution
Answer: 1600
Worked solution:
התחתית — פעם אחת בלבד
הדופן הקדמית והאחורית
שתי הדפנות בצדדים
סך הכול
בלי מכסה יש חמש פאות, לא שש. מי שהשתמש בנוסחה קיבל 2200 — וספר גם מכסה שלא קיים.
Exercise 25
מחשבים כמה קרטון צריך לקופסה פתוחה (בלי מכסה) שמידותיה 20 ס״מ, 10 ס״מ ו-5 ס״מ. שורה אחת שגויה
Show the answer and the solution
Answer: →
Worked solution:
לתחתית יש פאה אחת בלבד
הכפל ב-2 שייך לזוגות של דפנות. לתחתית אין בת זוג — המכסה חסר — ולכן היא נספרת פעם אחת.
קובייה — הכול מצלע אחת
Exercise 26
נפח קובייה הוא 343 סמ״ק. מהו אורך מקצועה, בס״מ?
Show the answer and the solution
Answer: 7
Worked solution:
הנפח הוא המקצוע בחזקת שלוש
מחפשים מספר שכפול עצמו שלוש פעמים נותן 343
המקצוע
הכיוון ההפוך של הוא לא חילוק ב-3: אינו אפילו מספר שלם. שואלים איזה מספר, בחזקת שלוש, נותן 343.
Exercise 27
נפח קובייה הוא 64 סמ״ק. מהו שטח הפנים שלה?
Show the answer and the solution
Answer: B 96 סמ״ר
Worked solution:
קודם המקצוע
ואז שש פאות ריבועיות
384 הוא — כפל את הנפח במקום את שטח הפאה. 24 הוא — שכח את הריבוע. תמיד דרך המקצוע.
Exercise 28
יש קובייה שהנפח שלה (בסמ״ק) ושטח הפנים שלה (בסמ״ר) הם אותו מספר.
Show the answer and the solution
Answer: True
Worked solution:
משווים את שני הביטויים
מחלקים ב-
בדיקה
קובייה שמקצועה 6 ס״מ: נפח 216 סמ״ק ושטח פנים 216 סמ״ר. אותו מספר — אבל לא אותו גודל, כי היחידות שונות.
Exercise 29
מדביקים 27 קוביות קטנות, שמקצוען 1 ס״מ, לקובייה אחת גדולה. מהו שטח הפנים של הקובייה הגדולה, בסמ״ר?
Show the answer and the solution
Answer: 54
Worked solution:
הקובייה הגדולה בנויה
שטח הפנים שלה
הפיתוי: . אבל פאות שהודבקו זו לזו נמצאות בפנים — הן כבר לא חלק מהשטח החיצוני.
הקובייה הצבועה
Exercise 30
קובייה , בנויה מ-27 קוביות קטנות, נטבלה בצבע מכל צדדיה. התאימו כל סוג של קובייה קטנה למספר הקוביות מסוגו
Show the answer and the solution
Answer: שלוש פאות צבועות — 8 — הפינות · שתי פאות צבועות — 12 — אמצע המקצועות · פאה צבועה אחת — 6 — מרכזי הפאות · אף פאה צבועה — 1 — הלב
Worked solution:
לקובייה 8 קודקודים
12 מקצועות, ובאמצע כל אחד קובייה אחת
6 פאות, ובמרכז כל אחת קובייה אחת
בדיקה: כל הקוביות נספרו
הקובייה שבלב אינה נוגעת באף פאה חיצונית — ולכן היא היחידה שנשארה בלי צבע.
Exercise 31
קובייה בנויה מ-64 קוביות קטנות, ונטבלה בצבע מכל צדדיה. כמה קוביות קטנות נשארו בלי צבע בכלל?
Show the answer and the solution
Answer: 8
Worked solution:
מורידים שכבה אחת מכל צד
הקובייה הפנימית שנשארה
הקוביות בלי צבע יוצרות קובייה פנימית. מורידים שתי שכבות מכל כיוון — אחת מכל צד — ולא אחת.
Exercise 32
אותה קובייה , צבועה מכל צדדיה. לכמה קוביות קטנות יש בדיוק פאה צבועה אחת?
Show the answer and the solution
Answer: 24
Worked solution:
בכל פאה — ריבוע פנימי של 4 קוביות
ויש שש פאות
הקוביות שבשולי הפאה נוגעות גם בפאה שכנה — ולכן יש להן שתיים או שלוש פאות צבועות. רק הריבוע הפנימי של כל פאה נספר.