Join 60,000+ competitive exam aspirants
12 सेमी त्रिज्या वाले एक ठोस धात्विक गोले को पिघलाकर 27 समान छोटे गोलों में ढाला जाता है। मूल गोले के पृष्ठीय क्षेत्रफल और इस प्रकार बने 8 छोटे गोलों के कुल पृष्ठीय क्षेत्रफल का अनुपात क्या है?
9 : 4
9 : 8
1
2
9 : 8
त्रिज्याओं का अनुपात R/r=n1/3। n=27 के लिए, R/r=3। पृष्ठीय क्षेत्रफल का अनुपात Alarge/(k×Asmall)=(R2)/(k×r2)=(32)/k=9/k है। k=8 के लिए, अनुपात 9/8 है।
मूल गोले की त्रिज्या R = 12 सेमी। इसे त्रिज्या r वाले 27 छोटे गोलों में ढाला गया है। मूल गोले और 8 छोटे गोलों के पृष्ठीय क्षेत्रफल की तुलना करनी है।
Voriginal=n×Vsmall⟹34πR3=n×34πr3 और SA=4πr2
त्रिज्याओं का अनुपात R/r=n1/3। n=27 के लिए, R/r=3। पृष्ठीय क्षेत्रफल का अनुपात Alarge/(k×Asmall)=(R2)/(k×r2)=(32)/k=9/k है। k=8 के लिए, अनुपात 9/8 है।
कुल ढाले गए गोलों की संख्या (27) और अंतिम अनुपात के लिए निर्दिष्ट गोलों की संख्या (8) के बीच भ्रमित होना।
छोटे गोलों की त्रिज्या ज्ञात करें
मान लीजिए कि बड़े गोले की त्रिज्या R=12 सेमी है और n=27 छोटे गोलों की त्रिज्या r है। आयतन संरक्षण का उपयोग करते हुए: Vlarge=27×Vsmall। इस प्रकार, 34πR3=27×34πr3। सरल करने पर (rR)3=27 प्राप्त होता है, इसलिए rR=3।
r=312=4 सेमी
पृष्ठीय क्षेत्रफल की गणना करें
मूल गोले का पृष्ठीय क्षेत्रफल SAorig=4πR2=4π(12)2=576π। एक छोटे गोले का पृष्ठीय क्षेत्रफल SAsmall=4πr2=4π(4)2=64π।
SAorig=576π,SAsmall=64π
आवश्यक अनुपात निर्धारित करें
हमें मूल गोले के पृष्ठीय क्षेत्रफल और 8 छोटे गोलों के कुल पृष्ठीय क्षेत्रफल का अनुपात चाहिए: अनुपात = 8×SAsmallSAorig=8×64π576π।
512576=89
B सही है क्योंकि मूल गोले के पृष्ठीय क्षेत्रफल का 8 छोटे गोलों से अनुपात 9:8 है।
यह समस्या स्केल फैक्टर (k), क्षेत्रफल अनुपात (k2), और आयतन अनुपात (k3) के बीच संबंध का उपयोग करती है। यदि रैखिक आयाम का अनुपात 3:1 है, तो क्षेत्रफल का अनुपात 9:1 होता है, जो ऐसी ज्यामिति समस्याओं को हल करना आसान बनाता है।