Một chiếc cốc thủy tinh hình trụ có chiều cao 15 cm và bán kính đáy là 3 cm. Trong cốc đang chứa một lượng nước, biết mực nước hiện tại cao 10 cm. Người ta thả từ từ các viên bi thủy tinh hìn
20/20
(1,0 điểm) Một chiếc cốc thủy tinh hình trụ có chiều cao 15 cm và bán kính đáy là 3 cm. Trong cốc đang chứa một lượng nước, biết mực nước hiện tại cao 10 cm. Người ta thả từ từ các viên bi thủy tinh hình cầu đặc vào cốc (tham khảo hình vẽ). Biết bán kính của mỗi viên bi là 1 cm. Hỏi có thể thả tối đa bao nhiêu viên bi vào cốc để nước trong cốc không bị tràn ra ngoài? (Giả sử các viên bi đều chìm hoàn toàn trong nước, bỏ qua độ dày của thành cốc và không làm tròn kết quả ở các bước trung gian).
Giải thích
Chiều cao của phần không chứa nước của cốc thủy tinh là: \(h = 15 - 10 = 5\) (cm).
Thể tích của phần không chứa nước của cốc thủy tinh là:
\({V_1} = \pi {R^2}h = \pi \cdot {3^2} \cdot 5 = 45\pi \) (cm3).
Thể tích của một viên bi là: \({V_2} = \frac{4}{3}\pi {r^3} = \frac{4}{3}\pi \cdot {1^3} = \frac{4}{3}\pi \) (cm3).
Gọi \(x\) là số viên bi thả vào cốc thủy tinh mà nước trong cốc không tràn ra ngoài
Điều kiện: \(x \in {\mathbb{N}^*}\).
Khi đó, ta có: \(\frac{4}{3}\pi \cdot x \le 45\pi \) suy ra \(x \le \frac{{3 \cdot 45\pi }}{{4\pi }} = 33,75\).
Vậy để nước không tràn ra ngoài thì có thể thả tối đa 33 viên bi.