En un recipiente tetraédrico regular lleno de esferas idénticas congruentes, ¿cuánto espacio queda si hay 5 esferas a lo largo de la base?

Nadie ha respondido, así que lo hice yo mismo. Aquí está.

Espacio restante para esferas idénticas congruentes en un contenedor tetraédrico regular (pirámide triangular o tetraedro regular)

Fórmulas

Vt = Volumen del tetraedro regular que consta de cuatro triángulos equiláteros

b = longitud de la base del tetraedro

n = número de esferas a lo largo de la fila inferior del tetraedro

Vt = b ^ 3/6 * sqrt (2) [1]

Longitud de la base = b = 2 * (sqrt (3) + n-1) [2]

Vtn = volumen de tetraedro con n esferas a lo largo de la fila inferior

Vtn = (((n * 2) -2) + 2 * 3 ^ 0.5) ^ 3 / (6 * (2 ^ 0.5)) [3]

Ejemplo: para n = 5, Vtn = (((5 * 2) -2) + 2 * 3 ^ 0.5) ^ 3 / (6 * (2 ^ 0.5)) = 177.564

Tt = número de esferas idénticas congruentes en un tetraedro regular

Tt = n (n + 1) (n + 2) / 6 [4]

Ejemplo: para n = 5, Tt = 5 * 6 * 7/6 = 35

Vs = Volumen de una esfera = 4/3 * Pi * r ^ 3

donde r = 1, Vs = 4/3 * [5]

Volumen de esferas en una disposición tetraédrica regular (r = 1)

n = 5

Vst = (Vs) (Tt)

Vst = (4/3 * Pi) * (n * (n + 1) * (n + 2)) / 6 [6]

Ejemplo: para n = 5: Vst = ( 4/3 * Pi) * (5 * 6 * 7/6 ) = 146.608

Espacio restante en contenedor tetraderal con n = 5 esferas =

Vtn – Vst = (((n * 2) -2) + 2 * 3 ^ 0.5) ^ 3 / (6 * (2 ^ 0.5)) – ((2 * PI () * (5 * (5 + 1) * (5 + 2)) / 9)) = 30.956 [7]

Primero, cuente el número de esferas en el tetraedro.

Segundo: calcule el volumen de cada esfera.

Tercero: multiplique para encontrar el volumen esférico total.

Luego, encuentra el volumen del tetraedro. Puede buscar en Google la respuesta o darse cuenta de que el volumen es 1/3 del volumen de un ‘prisma’ que tiene la misma base y altura. Esto es algo matemático muy útil a tener en cuenta.

Finalmente, reste los dos resultados.

Calcule el número de esferas. Calcule el volumen de una esfera. Calcule el volumen de la pirámide. Resta el volumen de todas las esferas del volumen de la pirámide.