Một bình chứa nước được tạo bởi một hình nón không đáy và hình bán cầu đặt thẳng đứng trên mặt bàn như hình vẽ. Bình được đổ một lượng nước bằng \(80{\rm{\% }}\) dung tích của bình. Coi như t

Đáp án “11,4”

Giải thích

Bán kính hình bán cầu bằng bán kính đáy hình nón và bằng \(r = 10{\rm{\;cm}}\), chiều cao của hình nón là \(h = 30 - 10 = 20\left( {{\rm{cm}}} \right)\).

Thể tích bình nước là \(V = \frac{1}{2}.\frac{4}{3}\pi {r^3} + \frac{1}{3}\pi {r^2}.h = \frac{2}{3}\pi {.10^3} + \frac{1}{3}\pi {.10^2}.20 = \frac{{4000}}{3}\pi \left( {{\rm{c}}{{\rm{m}}^3}} \right)\).

Phần bình không chứa nước là hình nón đỉnh \(S\), bán kính đáy \(r' = O'A'\), chiều cao \(h' = O'A'\) như hình vẽ.

Theo định lý Thales ta có: \(\frac{{SO'}}{{SO}} = \frac{{O'A'}}{{OA}} \Leftrightarrow \frac{{30 - x}}{{20}} = \frac{{r'}}{{10}} \Leftrightarrow r' = \frac{{30 - x}}{2}\).

Thể tích phần bình không chứa nước chiếm \(20{\rm{\% }}\) nên ta có:

\(\frac{1}{3}\pi {\left( {\frac{{30 - x}}{2}} \right)^2}.\left( {30 - x} \right) = \frac{{20}}{{100}}.\frac{{4000}}{3}\pi  \Leftrightarrow x \approx 11,4\left( {{\rm{cm}}} \right)\).

Vậy chiều cao của mực nước so với mặt bàn là 11,4 cm.