Для начала, давайте рассмотрим сечение шара плоскостью, которая проходит на расстоянии 4 см от его центра. Это сечение представляет собой окружность.
Шаг 1: Найдем радиус окружности сечения
Из условия задачи известно, что длина окружности сечения равна (6\pi) см. Длина окружности (C) определяется формулой:
[ C = 2\pi r ]
где (r) — радиус окружности.
Подставим данную длину окружности:
[ 6\pi = 2\pi r ]
Решим это уравнение для (r):
[ r = \frac{6\pi}{2\pi} = 3 \text{ см} ]
Шаг 2: Используем теорему Пифагора
Так как это сечение находится на расстоянии 4 см от центра шара, мы можем воспользоваться теоремой Пифагора для нахождения радиуса шара (R). Представим, что у нас есть прямоугольный треугольник, где одна из катетов — это расстояние от центра шара до плоскости сечения (4 см), а другой катет — это радиус окружности сечения (3 см). Гипотенуза в этом треугольнике будет равна радиусу шара (R).
Используем теорему Пифагора:
[ R^2 = 4^2 + 3^2 ]
[ R^2 = 16 + 9 ]
[ R^2 = 25 ]
[ R = 5 \text{ см} ]
Шаг 3: Найдем объем шара
Объем шара (V) определяется формулой:
[ V = \frac{4}{3}\pi R^3 ]
Подставим найденное значение радиуса (R = 5 \text{ см}):
[ V = \frac{4}{3}\pi (5)^3 ]
[ V = \frac{4}{3}\pi (125) ]
[ V = \frac{500}{3}\pi \text{ кубических сантиметров} ]
Итоговый ответ
Объем шара равен (\frac{500}{3}\pi \approx 523.6) кубических сантиметров.
Рисунок
________
, ' ` .
, ' r=3 см ` .
, ' . -------------------. ` .
, ' . | | . ` .
, ' . | | . ` .
'------------. | | .-------------`
| | | |
| | | |
| |_____________| |
| |
| 4 см |
| |
| |
| |
| |
На рисунке показано, как плоскость пересекает шар, создавая окружность радиусом 3 см на расстоянии 4 см от центра шара.