ستون خانه ای به شکل یک نیم استوانه است که قطر قاعده آن $0.9$ متر و ارتفاع آن $3$ متر می باشد. اگر برای رنگ کردن هر متر مربع آن $200$ گرم رنگ نیاز باشد، چه مقدار رنگ برای سطح بیرونی آن لازم است؟
برای پاسخ به این سوال، باید سطح بیرونی نیماستوانه را محاسبه کنیم.
فرمول سطح جانبی یک استوانه کامل عبارت است از:
\[ A = 2 \pi r h \]
اما چون این یک نیماستوانه است، فرمول سطح جانبی آن به صورت:
\[ A = \pi r h \]
مساحت سطح قاعده نیماستوانه هم به صورت:
\[ A_{\text{قاعده}} = \frac{1}{2} \pi r^2 \]
ابتدا شعاع را از قطر محاسبه میکنیم:
شعاع \( r = \frac{0.9}{2} = 0.45 \) متر
حالا میتوانیم سطح جانبی نیماستوانه را محاسبه کنیم:
\[ A_{\text{جانبی}} = \pi \times 0.45 \times 3 \]
سطح قاعده نیماستوانه:
\[ A_{\text{قاعده}} = \frac{1}{2} \pi \times (0.45)^2 \]
سطح کل نیماستوانه شامل سطح جانبی و سطح قاعده است:
\[ A_{\text{کل}} = A_{\text{جانبی}} + A_{\text{قاعده}} \]
مقدار رنگ مورد نیاز:
مقدار رنگ برای هر متر مربع \( 200 \) گرم است، بنابراین:
\[ \text{رنگ مورد نیاز} = A_{\text{کل}} \times 200 \]
با قرار دادن مقدار \(\pi \approx 3.14\) و محاسبات، به دست میآوریم:
\[ A_{\text{جانبی}} = 3.14 \times 0.45 \times 3 = 4.239 \]
\[ A_{\text{قاعده}} = \frac{1}{2} \times 3.14 \times (0.45)^2 = 0.318 \]
بنابراین:
\[ A_{\text{کل}} = 4.239 + 0.318 = 4.557 \]
مقدار رنگ مورد نیاز:
\[ 4.557 \times 200 = 911.4 \]
بنابراین، حدود \( 911.4 \) گرم رنگ نیاز است.