Для решения данной задачи можно использовать формулу для площади круга, получаемого сечением шара плоскостью.
Сначала обозначим диаметр шара как \( D \), тогда радиус шара \( R = \frac{D}{2} \).
Когда плоскость сечет шар под углом, площадь сечения \( S \) можно определить с помощью формулы:
\[ S = \pi R^2 \cos^2(\theta) \]
где \( \theta \) — угол между диаметром и плоскостью сечения. В нашем случае \( \theta = 30^\circ \).
Сначала найдем \( \cos(30^\circ) \):
\[ \cos(30^\circ) = \frac{\sqrt{3}}{2} \]
Теперь подставим это значение в формулу для площади сечения:
\[ S = \pi R^2 \left(\frac{\sqrt{3}}{2}\right)^2 = \pi R^2 \cdot \frac{3}{4} \]
По условию задачи, площадь сечения равна \( 75\pi \, \text{см}^2 \):
\[ \pi R^2 \cdot \frac{3}{4} = 75\pi \]
Делим обе стороны уравнения на \( \pi \):
\[ R^2 \cdot \frac{3}{4} = 75 \]
Теперь умножаем обе стороны на \( \frac{4}{3} \):
\[ R^2 = 75 \cdot \frac{4}{3} = 100 \]
Теперь находим радиус шара \( R \):
\[ R = \sqrt{100} = 10 \, \text{см} \]
Теперь можем найти диаметр шара \( D \):
\[ D = 2R = 2 \cdot 10 = 20 \, \text{см} \]
Таким образом, ответ:
Диаметр шара равен 20 см.