برای محاسبه حجم استوانه و فضای خالی آن، ابتدا باید دو مورد را به دست آوریم: حجم کل استوانه و سپس حجم بخش توپر آن.
۱. **حجم کل استوانه (V_total)**:
\[
V_{\text{total}} = \pi \times r^2 \times h
\]
که در آن \( r \) شعاع قاعده استوانه و \( h \) ارتفاع آن است.
شعاع \( r = \frac{20}{2} = 10 \) سانتیمتر و ارتفاع \( h = 20 \) سانتیمتر است.
\[
V_{\text{total}} = \pi \times 10^2 \times 20 = 2000\pi
\]
۲. **حجم بخش توپر استوانه (V_solid)**:
جرم و چگالی (جرم حجمی) رابطه مستقیم دارند. بنابراین، ابتدا چگالی برنز را محاسبه میکنیم و سپس از آن برای بهدستآوردن حجم توپر استفاده میکنیم.
\[
\text{چگالی} = \frac{\text{جرم}}{\text{حجم}} \Rightarrow \text{حجم توپر} = \frac{3500 \text{ گرم}}{\text{چگالی برنز}}
\]
چگالی برنز را باید پیدا کنیم یا فرض کنیم (مثلاً حدود 8.9 گرم بر سانتیمتر مکعب است):
\[
V_{\text{solid}} = \frac{3500}{8.9} \approx 393 \text{ سانتیمتر مکعب}
\]
۳. **حجم فضای خالی (V_void)**:
\[
V_{\text{void}} = V_{\text{total}} - V_{\text{solid}} = 2000\pi - 393
\]
اگر نیاز به محاسبه دقیقتر دارید، مقدار \(\pi\) را جایگزین کنید (بهطور معمول \( \pi \approx 3.14 \) است)، و محاسبات را به دقت انجام دهید.