Прямоугольник со сторонами √2/π см и 1 см вращается вокруг большей стороны. Найдите объём полученной фигуры вращения
Ответ нейросети
26 мая 2025 14:39
Давайте разберемся с задачей пошагово.
Дано:
- Прямоугольник со сторонами:
- одна сторона равно (\frac{\sqrt{2}}{\pi}) см,
- другая сторона — 1 см.
- Он вращается вокруг своей большей стороны.
- Нужно найти объем полученной фигуры.
Шаг 1: Определить, какая сторона больше
- Сторона 1: (\frac{\sqrt{2}}{\pi}) см
- Сторона 2: 1 см
Поскольку (\pi \approx 3.14), то
[ \frac{\sqrt{2}}{\pi} \approx \frac{1.414}{3.14} \approx 0.45 \text{ см} ]
Следовательно, (\frac{\sqrt{2}}{\pi} \approx 0.45) см, а вторая сторона — 1 см.
Итак, большая сторона — 1 см.
Шаг 2: Определить ось вращения
Задача говорит: вращение вокруг большей стороны — то есть вокруг стороны длиной 1 см.
- Значит, окружность образована при вращении малой стороны ((\frac{\sqrt{2}}{\pi}) см) вокруг оси, расположенной вдоль стороны длиной 1 см.
Шаг 3: Визуализация фигуры
При вращении прямоугольника вокруг его большей стороны получается тременсоном (ротором), а точнее — объем тора (кольца) со внутренним радиусом ( R ) и внешним радиусом ( R + r ):
- Радиус вращения (до центра малой стороны): равен длине большой стороны — 1 см.
- Радиус образующего окружности: равен расстоянию от оси вращения до точки, которая вращается — то есть, длина малой стороны — (\frac{\sqrt{2}}{\pi}).
Шаг 4: Расчет объема тора
Формула объема тора:
[ V = 2 \pi^2 R r^2 ]
Где:
- ( R ) — радиус большого круга (расстояние до оси вращения), тут — 1 см.
- ( r ) — радиус малой окружности, которая вращается, — (\frac{\sqrt{2}}{\pi}) см.
Иногда используют другую формулу:
[ V = 2 \pi^2 R r^2 ]
или:
[ V = 2 \pi R \times (\pi r^2) = (\text{площадь основы} \times высота) ]
В данном случае:
основание: круг радиуса ( r = \frac{\sqrt{2}}{\pi} )
вращение выполняется вокруг оси, которая находится на расстоянии ( R = 1 ) см от центра окружности.
Объем тора:
[ V = 2 \pi R \times \pi r^2 = 2 \pi R \times \pi r^2 ]
или проще:
[ V = 2 \pi^2 R r^2 ]
Шаг 5: Подставим значения
[ V = 2 \pi^2 \times 1 \times \left( \frac{\sqrt{2}}{\pi} \right)^2 ]
Рассчитаем (\left( \frac{\sqrt{2}}{\pi} \right)^2):
[ \left( \frac{\sqrt{2}}{\pi} \right)^2 = \frac{(\sqrt{2})^2}{\pi^2} = \frac{2}{\pi^2} ]
Подставляем в формулу:
[ V = 2 \pi^2 \times 1 \times \frac{2}{\pi^2} ]
Сократим (\pi^2):
[ V = 2 \times 2 = 4 ]
Ответ:
Объем полученной фигуры при вращении — (\boxed{4, \text{см}^3}).
Если нужно более детальное объяснение или есть вопросы — скажите!
Понравился ответ?
Задай свой вопрос
Напиши любую задачу или вопрос, а нейросеть её решит



