一个瓷质容器,内壁和外壁的形状分别为抛物线绕y轴的旋转面,容器的外高为10,比重为。把它铅直地浮在水中,再注入比重为3的溶液。问欲保持容器不沉没,注入液体的最大深度是多少?(长度单位为厘米)

admin2016-02-27  45

问题 一个瓷质容器,内壁和外壁的形状分别为抛物线绕y轴的旋转面,容器的外高为10,比重为。把它铅直地浮在水中,再注入比重为3的溶液。问欲保持容器不沉没,注入液体的最大深度是多少?(长度单位为厘米)

选项

答案容器体积 V=π∫01010ydy=500π, 容器的容积是由抛物线[*](1≤y≤10)绕y轴旋转一周所得立体的体积,即 V1=π∫11010(y-1)dy=405π, 所以容器重量为[*]。 设注入液体的最大深度为h,则注入液体的重量为3π∫1h+110(y-1)dy=15πh2。此时排开水的体积恰好是容器的体积500π,而水的比重为1,所以有[*]+15πh2=500π,解得h=5。

解析
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