برای پاسخ به این سوال باید به رابطه چگالی توجه کنیم. چگالی برابر است با جرم تقسیم بر حجم.
فرض کنیم جرم کره A را دو برابر جرم کره B میدانیم: \( M_A = 2M_B \).
همچنین شعاع کره A دو برابر شعاع کره B است: \( R_A = 2R_B \).
حجم یک کره بر اساس فرمول \(\frac{4}{3} \pi R^3\) محاسبه میشود. بنابراین:
- حجم کره A: \( V_A = \frac{4}{3} \pi (2R_B)^3 = \frac{4}{3} \pi \cdot 8R_B^3 = 8 \cdot \frac{4}{3} \pi R_B^3 \)
- حجم کره B: \( V_B = \frac{4}{3} \pi R_B^3 \)
چگالی هر کره به صورت زیر محاسبه میشود:
- چگالی کره A: \( \rho_A = \frac{M_A}{V_A} = \frac{2M_B}{8 \cdot \frac{4}{3} \pi R_B^3} = \frac{M_B}{4 \cdot \frac{4}{3} \pi R_B^3} = \frac{M_B}{\frac{16}{3} \pi R_B^3} \)
- چگالی کره B: \( \rho_B = \frac{M_B}{V_B} = \frac{M_B}{\frac{4}{3} \pi R_B^3} \)
نسبت چگالی \( \frac{\rho_B}{\rho_A} \) به صورت زیر محاسبه میشود:
\[
\frac{\rho_B}{\rho_A} = \frac{\frac{M_B}{\frac{4}{3} \pi R_B^3}}{\frac{M_B}{\frac{16}{3} \pi R_B^3}} = \frac{\frac{16}{3} \pi R_B^3}{\frac{4}{3} \pi R_B^3} = \frac{16}{3} \times \frac{3}{4} = 4
\]
بنابراین، نسبت چگالی B به A برابر با 4 است.