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Bonjour j'ai besoin d'aide pour une activité en Maths!

Une élève souhaite connaître le diamètre d’une sphère. Elle dispose pour cela d’un pot cylindrique de 1dm de rayon et d’une hauteur supérieure à 2dm.

La sphère entre dans le pot. Elle la plonge dans le pot et la recouvre d’eau de façon à ce que le niveau d’eau soit tangent à la sphère. Elle retire la sphère, en évitant de perdre de l’eau et constate que la hauteur d’eau dans le pot est de 0,5dm.

Donner un encadrement d’amplitude 10-2 dm du diamètre de la sphère.


Merci d'avance


Sagot :

Réponse :

0,52 < Ds < 0,53 dm

Explications étape par étape :

■ Volume du pot cylindrique :

  on le remplit seulement

  jusqu' à recouvrir la sphère ! ☺

   ( on remplacera donc H par 2r )

   Vc = π x R² x Hauteur   ♥

        = π x 1² x 2r

        ≈ 6,2832 r .

        ( Volume en dm³ )

■ Volume de la sphère :

   Vs = 4 π r³ / 3 ≈ 4,1888 r³  ♥

         ( Volume en dm³ )

■ Volume d' eau :

   Ve = π x R² x hauteur

        = π x 1² x 0,5

        ≈ 1,5708 dm³ .

■ on doit résoudre :

  4,1888 r³ + 1,5708 = 6,2832 r

              r³ + 0,375 = 1,5 r

     r³ - 1,5r + 0,375 = 0

                             r ≈ 0,262 dm .

■ conclusion :

   Diamètre de la sphère ≈ 2x0,262 ≈ 0,524 dm .

   0,52 < Ds < 0,53 dm .

■ vérif :

  Vc ≈ 6,2832x0,262 ≈ 1,646 dm³

   Vs ≈ 4,1888x0,262³ ≈ 0,075 dm³

    Ve ≈ 1,571 dm³

     on a bien 1,571+0,075 = 1,646 dm³

■ remarque :

   la sphère doit avoir une masse volumique

   supérieure à 1 kg/Litre pour bien couler dans l' eau

   et éviter de flotter ! ☺