容積に関する問題

2015年湘南の問題です。


図のように、底面が台形の四角柱の容器に水を入れ、もれないようにふたをする。水平なゆかの上に面BCGFが下にくるように置いたとき、水面の高さは9cmであった。この容器を面ABCDが下にくるように置いたときの水面の高さを求めなさい。


【解説と解答】
DからBCに平行に線を引き、ABとの交点をI、水面の線をJKとします。
下の図の斜線部分に水が入っていません。

この斜線部分の面積は、三角形AIDの$$\frac{3}{4}$$×$$\frac{3}{4}$$=$$\frac{9}{16}$$になるので、

4×6÷2×$$\frac{9}{16}$$=$$\frac{27}{4}$$

したがって水の入っていない部分の容積は$$\frac{27}{4}$$×40=270cm3

台形ABCDの面積は(12+8)×6÷2=60cm2より270÷60=4.5cm

水面の高さは40-4.5=35.5cm

(答え)35.5cm

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