一個類似於圓錐臺的蓄水池完全注滿\( 44 \times 10^{7} \)升水。蓄水池底部和頂部的半徑分別為50米和100米。求水深和蓄水池的側面積。(取\( \pi=22 / 7) \)
已知
一個類似於圓錐臺的蓄水池完全注滿\( 44 \times 10^{7} \)升水。
蓄水池底部和頂部的半徑分別為50米和100米。
求解
我們需要求出水深和蓄水池的側面積。
解答
蓄水池上半徑 \(r_1 = 100\ m\)
蓄水池下半徑 \(r_2 = 50\ m\)
蓄水池容積 = \(44 \times 10^7\) 升
因此,
體積 \(=\frac{44 \times 10^{7}}{1000} \mathrm{~m}^{3}\)
\(= \frac{44 \times 10^{7}}{10^{3}}\)
\(= 44 \times 10^{7-3}\)
\(= 44 \times 10^{4} \mathrm{~m}^{3}\)
\(= 440000 \mathrm{~m}^{3}\)
設 \(h\) 為蓄水池水深。
這意味著,
體積 \(=\frac{\pi}{3}(r_{1}^{2}+r_{1} r_{2}+r_{2}^{2}) h\)
\(\Rightarrow 440000=\frac{22}{7 \times 3}[(100)^{2}+100 \times 50+(50)^{2}] h\)
\(\Rightarrow 440000=\frac{22}{21}[10000+5000+2500] h\)
\(\Rightarrow 440000=\frac{22}{21} \times 17500 \times h\)
\(\Rightarrow h=\frac{440000 \times 21}{22 \times 17500}\)
\(= \frac{200 \times 3}{1 \times 25}\)
\(= 8 \times 3\)
\(= 24 \mathrm{~m}\)
蓄水池水深 \(= 24 \mathrm{~m}\)
蓄水池斜高 \(l=\sqrt{(h)^{2}+(r_{1}-r_{2})^{2}}\)
\(=\sqrt{(24)^{2}+(100-50)^{2}}\)
\(=\sqrt{(24)^{2}+(50)^{2}}\)
\(=\sqrt{576+2500}\)
\(=\sqrt{3076}\)
\(\approx 55.46 \mathrm{~m}\)
蓄水池側面積 \(=\pi(r_{1}+r_{2}) l\)
\(=\frac{22}{7}(100+50) \times 55.46\)
\(=\frac{22}{7} \times 150 \times 55.46\)
\(\approx 26145.43 \mathrm{~m}^{2}\)
水深為 24 米,蓄水池側面積約為 26145.43 平方米。