Шарообразная дверная ручка имеет радиус 15,6 см. По диаметру сделали отверстие
цилиндрической формы радиусом 6 см. Найди объём дверной ручки с отверстием, если число
п равно 3.
Задача относится к так называемому «кольцу сервировочной салфетки» (napkin ring): если дырку просверлить цилиндрическим способом радиусом a через сферу радиуса R, то объем оставшейся части зависит только от высоты кольца h и равен V = (π h^3)/6.
Дано: радиус сферы R = 15,6 см, радиус цилиндра (дыры) a = 6 см, π = 3.
1) Найдём высоту кольца h:
- R^2 = 15,6^2 = 243,36
- a^2 = 6^2 = 36
- R^2 − a^2 = 243,36 − 36 = 207,36
- sqrt(R^2 − a^2) = sqrt(207,36) = 14,4
- следовательно, h = 2 · 14,4 = 28,8 см
2) Найдём объём V оставшейся части:
- V = (π h^3)/6
- h^3 = 28,8^3 = 23 887,872
- с π = 3: V = 3 · 23 887,872 / 6 = 71 663,616 / 6 = 11 943,936 см³
Округлённо: V ≈ 11 943,94 см³ (≈ 11,94 литра).
Дополнительное замечание (проверка): этот же объём равен объёму сферы радиуса h/2 = 14,4 см, т. е. V = (4/3) π (14,4)^3. При π = 3 это равно (4/3)·3·(14,4)^3 = 4·(14,4)^3 = 4·2985,984 = 11 943,936 см³, что согласуется с предыдущим результатом.