برای حل سوال، ابتدا حجم مخروط و سپس حجم استوانه مورد نظر را محاسبه میکنیم و بعد با استفاده از نسبت حجمها، ارتفاع آب در استوانه را پیدا میکنیم.
### محاسبه حجم مخروط
فرمول حجم مخروط به شکل زیر است:
\[ V = \frac{1}{3} \pi r^2 h \]
در این سوال:
- \( r = 4 \) سانتیمتر
- \( h = 15 \) سانتیمتر
بنابراین:
\[ V_{مخروط} = \frac{1}{3} \pi (4)^2 (15) = \frac{1}{3} \pi \cdot 16 \cdot 15 = \frac{240}{3} \pi = 80 \pi \]
### حجم آب در استوانه
چون ۱۲ برابر این حجم از آب استفاده میشود، بنابراین:
\[ V_{آب} = 12 \times 80 \pi = 960 \pi \]
### محاسبه ارتفاع آب در استوانه
فرمول حجم استوانه به شکل زیر است:
\[ V = \pi r^2 h \]
در این سوال، شعاع استوانه \( r = 10 \) سانتیمتر و حجم آب برابر \( 960 \pi \) است. پس:
\[ 960 \pi = \pi (10)^2 h \]
با سادهسازی:
\[ 960 = 100h \]
\[ h = \frac{960}{100} = 9.6 \]
بنابراین، آب تا ارتفاع \( 9.6 \) سانتیمتر در استوانه بالا میآید.