Решение первой задачи:
- Дано:
- Объем цилиндра ( V = 96\pi ) см³
- Площадь осевого сечения ( S_{ос} = 48 ) см²
- Необходимо найти площадь сферы, описанной около цилиндра.
Осевое сечение цилиндра — это прямоугольник, высота которого равна высоте цилиндра ( h ), а ширина — диаметру основания цилиндра ( D ). Таким образом, ( S_{ос} = h \cdot D ).
Из условия ( h \cdot D = 48 ) см².
Объем цилиндра выражается как ( V = \pi r^2 h ), где ( r ) — радиус основания. Так как ( D = 2r ), то ( V = \pi (D/2)^2 h = \pi D^2 h / 4 ). Подставляя известные значения, получаем:
[ 96\pi = \pi \frac{D^2 h}{4} ]
[ D^2 h = 384 ]
Используя ( h \cdot D = 48 ), находим ( h ) и ( D ):
[ D = \frac{48}{h} ]
[ \left(\frac{48}{h}\right)^2 h = 384 ]
[ \frac{2304}{h} = 384 ]
[ h = \frac{2304}{384} = 6 \, \text{см} ]
Теперь найдем ( D ):
[ D = \frac{48}{6} = 8 \, \text{см} ]
[ r = \frac{D}{2} = 4 \, \text{см} ]
Цилиндр описан вокруг сферы, значит радиус сферы равен радиусу описанной окружности основания цилиндра, который равен ( r ).
Площадь сферы:
[ S_{сф} = 4\pi r^2 = 4\pi \times 16 = 64\pi \, \text{см}^2 ]
Решение второй задачи:
- Дано:
- Ребро куба ( a = 4 ) см
- Диаметр шарика ( d = 2 ) см, следовательно радиус ( r = 1 ) см
Объем куба:
[ V_{куб} = a^3 = 4^3 = 64 \, \text{см}^3 ]
Объем одного шарика:
[ V_{шар} = \frac{4}{3}\pi r^3 = \frac{4}{3}\pi \times 1^3 = \frac{4}{3}\pi \, \text{см}^3 ]
Количество шариков, которое можно отлить:
[ N = \frac{V{куб}}{V{шар}} = \frac{64}{\frac{4}{3}\pi} = \frac{192}{4\pi} = \frac{48}{\pi} ]
Примерно ( N \approx 15 ) шариков, учитывая потери металла на отливку и невозможность идеальной упаковки шаров в кубе.
Ответы:
- Площадь сферы, описанной около цилиндра, равна ( 64\pi \, \text{см}^2 ).
- Из металлического куба можно отлить примерно 15 шариков диаметром 2 см.