Каков диапазон максимального количества балок, которые можно перевезти одной машиной, при условии, что деревянные балки имеют форму прямого круглого цилиндра, длина балок составляет 3,3 м, диаметр не менее 14 см и не более 26 см, а грузоподъемность машины составляет 3,5 тонны? Плотность дерева равна 0,8 г/см^3.
Марина
Для того чтобы определить максимальное количество балок, которые можно перевезти одной машиной, нам нужно рассчитать общий объем балок и сравнить его с грузоподъемностью машины.
Сначала рассчитаем объем одной балки. Форма балки - прямой цилиндр, поэтому объем цилиндра можно рассчитать по формуле: \[V = \pi r^2 h\], где \(\pi\) - число пи (примерно равно 3,14), \(r\) - радиус балки, а \(h\) - высота балки.
У нас есть информация о диаметре балок, поэтому для вычисления радиуса (\(r\)) нужно разделить диаметр на 2. Также нам известна длина балки (\(h\)), она равна 3,3 м.
Рассчитаем радиус для минимального диаметра балок: \[r_\text{мин} = \frac{14 \, \text{см}}{2} = 7 \, \text{см}\]
Рассчитаем радиус для максимального диаметра балок: \[r_\text{макс} = \frac{26 \, \text{см}}{2} = 13 \, \text{см}\]
Теперь мы можем рассчитать объем одной балки для минимального и максимального диаметров:
Для минимального диаметра:
\[V_\text{мин} = \pi \cdot (7 \, \text{см})^2 \cdot 3,3 \, \text{м} = \pi \cdot 49 \, \text{см}^2 \cdot 3,3 \, \text{м}\]
Для максимального диаметра:
\[V_\text{макс} = \pi \cdot (13 \, \text{см})^2 \cdot 3,3 \, \text{м} = \pi \cdot 169 \, \text{см}^2 \cdot 3,3 \, \text{м}\]
Теперь нужно перевести объем балок в единицы гораздо удобнее для дальнейших вычислений - из сантиметров в кубические метры. Известно, что 1 кубический метр равен 1 000 000 кубическим сантиметрам. Произведем соответствующие преобразования для обоих объемов балок:
Для минимального диаметра:
\[V_\text{мин} = \pi \cdot 49 \, \text{см}^2 \cdot 3,3 \, \text{м} = \pi \cdot 49 \cdot 3,3 \cdot 1 000 000 \, \text{см}^3 = \pi \cdot 49 \cdot 3,3 \, \text{м}^3 = 49\pi \cdot 3,3 \, \text{м}^3\]
Для максимального диаметра:
\[V_\text{макс} = \pi \cdot 169 \, \text{см}^2 \cdot 3,3 \, \text{м} = \pi \cdot 169 \cdot 3,3 \cdot 1 000 000 \, \text{см}^3 = \pi \cdot 169 \cdot 3,3 \, \text{м}^3 = 169\pi \cdot 3,3 \, \text{м}^3\]
Теперь, зная объем одной балки, мы можем рассчитать максимальное количество балок, которое можно перевезти машиной:
Для минимального диаметра:
\[n_\text{мин} = \frac{3,5 \, \text{тонны}}{0,8 \, \text{г/см}^3 \times 49\pi \times 3,3 \, \text{м}^3}\]
Для максимального диаметра:
\[n_\text{макс} = \frac{3,5 \, \text{тонны}}{0,8 \, \text{г/см}^3 \times 169\pi \times 3,3 \, \text{м}^3}\]
Теперь выполним вычисления.
Сначала рассчитаем объем одной балки. Форма балки - прямой цилиндр, поэтому объем цилиндра можно рассчитать по формуле: \[V = \pi r^2 h\], где \(\pi\) - число пи (примерно равно 3,14), \(r\) - радиус балки, а \(h\) - высота балки.
У нас есть информация о диаметре балок, поэтому для вычисления радиуса (\(r\)) нужно разделить диаметр на 2. Также нам известна длина балки (\(h\)), она равна 3,3 м.
Рассчитаем радиус для минимального диаметра балок: \[r_\text{мин} = \frac{14 \, \text{см}}{2} = 7 \, \text{см}\]
Рассчитаем радиус для максимального диаметра балок: \[r_\text{макс} = \frac{26 \, \text{см}}{2} = 13 \, \text{см}\]
Теперь мы можем рассчитать объем одной балки для минимального и максимального диаметров:
Для минимального диаметра:
\[V_\text{мин} = \pi \cdot (7 \, \text{см})^2 \cdot 3,3 \, \text{м} = \pi \cdot 49 \, \text{см}^2 \cdot 3,3 \, \text{м}\]
Для максимального диаметра:
\[V_\text{макс} = \pi \cdot (13 \, \text{см})^2 \cdot 3,3 \, \text{м} = \pi \cdot 169 \, \text{см}^2 \cdot 3,3 \, \text{м}\]
Теперь нужно перевести объем балок в единицы гораздо удобнее для дальнейших вычислений - из сантиметров в кубические метры. Известно, что 1 кубический метр равен 1 000 000 кубическим сантиметрам. Произведем соответствующие преобразования для обоих объемов балок:
Для минимального диаметра:
\[V_\text{мин} = \pi \cdot 49 \, \text{см}^2 \cdot 3,3 \, \text{м} = \pi \cdot 49 \cdot 3,3 \cdot 1 000 000 \, \text{см}^3 = \pi \cdot 49 \cdot 3,3 \, \text{м}^3 = 49\pi \cdot 3,3 \, \text{м}^3\]
Для максимального диаметра:
\[V_\text{макс} = \pi \cdot 169 \, \text{см}^2 \cdot 3,3 \, \text{м} = \pi \cdot 169 \cdot 3,3 \cdot 1 000 000 \, \text{см}^3 = \pi \cdot 169 \cdot 3,3 \, \text{м}^3 = 169\pi \cdot 3,3 \, \text{м}^3\]
Теперь, зная объем одной балки, мы можем рассчитать максимальное количество балок, которое можно перевезти машиной:
Для минимального диаметра:
\[n_\text{мин} = \frac{3,5 \, \text{тонны}}{0,8 \, \text{г/см}^3 \times 49\pi \times 3,3 \, \text{м}^3}\]
Для максимального диаметра:
\[n_\text{макс} = \frac{3,5 \, \text{тонны}}{0,8 \, \text{г/см}^3 \times 169\pi \times 3,3 \, \text{м}^3}\]
Теперь выполним вычисления.
Знаешь ответ?