Người ta thả một viên bi sắt có dạng hình cầu với bán kính nhỏ hơn 4,5cm vào một chiếc cốc hình trụ đang chứa nước thì viên bi sắt đó tiếp xúc với đáy cốc và tiếp xúc với mặt nước sau khi dâng (tham khảo hình vẽ bên). Biết rằng bán kính của phần trong đáy cốc bằng 5,4cm và chiều cao của mực nước ban đầu trong lòng cốc bằng 4,5cm. Bán kính của viên bi sắt đó bằng:
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiThể tích mực nước ban đầu là: \( {V_1} = \pi r_1^2{h_1} = \pi {.5,4^2}.4,5\)
Gọi R là bán kính của viên bi ta có sau khi thả viên bi vào cốc, chiều cao của mực nước bằng 2R, do đó tổng thể tích của nước và bi sau khi thả viên bi vào trong cốc là: \( V = \pi r_1^2.\left( {2R} \right) = \pi {.5,4^2}.2R\)
Thể tích của quả cầu là: \( {V_{\left( C \right)}} = \frac{4}{3}\pi {R^3}\)
Ta có:
\( V = {V_1} + {V_2} \Leftrightarrow {5,4^2}.4,5 + \frac{4}{3}{R^3} = {5,4^2}.2R\)
Giải phương trình trên với điều kiện R<4,5⇒R=2,7cm.
Đáp án cần chọn là:C