Görev: Şişedeki suyun yukarıda verilen şekle göre son yükseklik hesabını gerçekleştirme.
Şişe, bir koni ve bir silindirin birleşiminden oluşmaktadır. Silindirin çapı ve yüksekliği verilmiştir; koninin yüksekliği ve çapı da verilmiştir.
Adım 1: İlk Durumdaki Su Hacmini Hesaplama
Şişe başlangıçta tamamen doludur ve içinde bulunan toplam su miktarı, bir koninin hacmi ve bir silindirin hacmi toplamıdır.
Koni ve Silindirin Formülleri
Hacim hesaplaması için kullanılan formüller:
- Koni Hacmi:
Burada:
r koninin yarıçapı = \frac{\text{çap}}{2} = \frac{12}{2} = 6 \, \text{cm}
h_k koninin yüksekliği = 9 \, \text{cm}
- Silindir Hacmi:
Burada:
r silindirin yarıçapı = 6 \, \text{cm}
h_s silindirin yüksekliği = 12 \, \text{cm}
1. Koni ve Silindir Hacmini Hesaplama
Koni hacmi:
Silindir hacmi:
Toplam ilk hacim:
Adım 2: Ahmet Suyun Yarısını İçiyor
Ahmet şişedeki suyun yarısını içiyor. İlk hacmin yarısı:
Adım 3: Son Durumdaki Su Yüksekliğini Hesaplama
Şişedeki suyun tamamı ilk başta hem koni hem de silindiri dolduruyordu. Şimdi su miktarı 270π cm³. Bu suyun yüksekliği, önce silindiri tamamen doldurduktan sonra koninin içine taşar.
Hesaplama yapılırken şu iki durumu kontrol edeceğiz:
1. Silindirdeki Su Hacmi
Silindirin dolması için gereken hacim:
Su miktarı 270π cm³, bu hacimin tamamını doldurmaya yetmez. Bu yüzden yeni su yüksekliği silindir içindeki miktar üzerinden hesaplanacaktır.
Silindirdeki su hacmi:
Buradan, son su yüksekliğini çözebiliriz:
Sonuç
Ahmet’in şişedeki su yüksekliği, silindirin içinde 7.5 cm olacaktır. Bu durumda, doğru cevap şıklarda bulunmamaktadır. Ancak silindirin yüksekliğini bulmak için daha fazla ayrıntı verilmesi gerekir.