ارتفاع السائل في مخروط ناقص لا يتناسب طرديًا مع الحجم عند اتساعه صعودًا. [1]
الخلاصة السريعة
في مثالنا، عمق6 سم يملأ نحو33.93%؛ نصف السعة يحتاج نحو7.812 سم. [1][2]
- التجويف مخروط ناقص دائري قائم، يتسع لأعلى: نصف القطر السفلي3 سم، العلوي6 سم، والارتفاع H=12 سم. القياسات داخلية والجدار ثابت؛ سطح السائل أفقي، بلا أجسام أو رغوة داخله. h عمق رأسي من القاع المستوي؛ 0≤h≤12. [1]
- عند ارتفاع z من القاع، r(z)=3+z/4؛ z وr بالسنتيمتر. بالتكامل V(h)=π∫₀ʰ(3+z/4)²dz. المقاطع أقراص؛ نكامل مساحتها، لا نصف قطرها. [2]
- حجم الجزء الممتلئ V(h)=πh(9+3r+r²)/3؛ هنا r=3+h/4 نصف قطر سطح السائل. السعة الكاملة V(12)=252π سم³، ونرمز لها Vfull. لا نستخدم نصف القطر العلوي6 لكل عمق جزئي. [1]
- عند h=6 سم، يكون r=4.5 سم والحجم85.5π سم³. نسبته للسعة19/56≈33.93%؛ نصف الارتفاع لا يحقق نصف الحجم، لأن النصف السفلي أضيق. [1]
- نعرف u=h/12 وF=V(h)/V(12)، وهما بلا وحدة. ينتج F=((1+u)³−1)/7. لحصة سعة f بين0 و1: u=∛(1+7f)−1. عند f=0.5، نجد h≈7.812 سم، أي u≈0.650964. [2]
- الرسم لـ0≤u≤1 يقارن F بالخط F=u؛ المنحنى أدنى منه داخليًا. فهو متزايد: F′=3(1+u)²/7>0؛ لذلك لكل حصة سعة عمق وحيد. هذه الصيغة العددية تخص أبعاد مثالنا، لا كل خزّان. [2]
حدد التجويف واتجاه الاتساع
التجويف مخروط ناقص دائري قائم، يتسع لأعلى: نصف القطر السفلي3 سم، العلوي6 سم، والارتفاع H=12 سم. القياسات داخلية والجدار ثابت؛ سطح السائل أفقي، بلا أجسام أو رغوة داخله. h عمق رأسي من القاع المستوي؛ 0≤h≤12. [1]
اجمع مساحات الأقراص
عند ارتفاع z من القاع، r(z)=3+z/4؛ z وr بالسنتيمتر. بالتكامل V(h)=π∫₀ʰ(3+z/4)²dz. المقاطع أقراص؛ نكامل مساحتها، لا نصف قطرها. [2]
احسب حجم الجزء الممتلئ
حجم الجزء الممتلئ V(h)=πh(9+3r+r²)/3؛ هنا r=3+h/4 نصف قطر سطح السائل. السعة الكاملة V(12)=252π سم³، ونرمز لها Vfull. لا نستخدم نصف القطر العلوي6 لكل عمق جزئي. [1]
الجزء الممتلئ نفسه مخروط ناقص؛ حدّه العلوي سطح السائل. [1]
اختبر نصف الارتفاع
عند h=6 سم، يكون r=4.5 سم والحجم85.5π سم³. نسبته للسعة19/56≈33.93%؛ نصف الارتفاع لا يحقق نصف الحجم، لأن النصف السفلي أضيق. [1]
استخرج عمق نصف السعة
نعرف u=h/12 وF=V(h)/V(12)، وهما بلا وحدة. ينتج F=((1+u)³−1)/7. لحصة سعة f بين0 و1: u=∛(1+7f)−1. عند f=0.5، نجد h≈7.812 سم، أي u≈0.650964. [2]
نحل F=0.5: المكعب يساوي4.5، فنأخذ الجذر التكعيبي ثم نطرح1. [2]

اقرأ المنحنى وحدوده
الرسم لـ0≤u≤1 يقارن F بالخط F=u؛ المنحنى أدنى منه داخليًا. فهو متزايد: F′=3(1+u)²/7>0؛ لذلك لكل حصة سعة عمق وحيد. هذه الصيغة العددية تخص أبعاد مثالنا، لا كل خزّان. [2]
المراجع
أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.
