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詰めます
難易度:
水心子
2005/04/17 22:18
内法寸法で、縦・横・高さともに10cmのマスが3つあります。
この中に3種類の球を、それぞれいっぱいまで詰めたいと思います。
1つ目のマスには、直径10cmの球
2つ目のマスには、直径5cmの球
3つ目のマスには、直径1mmの球
さて、このとき、
それぞれのマスの重さの大小関係は、どうなっているでしょうか?
なお、マスは全て同じ重さであり、
それぞれの球も全て同じ材質であり、大きさだけが違うものとします。
解答は返信中にあるかも。答えがわかったり、誰かに解いて欲しいときは右上の
から教えてね。
回答募集は終了しました。
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No.1
団長
2005/04/18 18:48
3つめのマスですか?
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No.2
水心子
2005/04/18 19:14
>団長さん
問題の意味が分かりにくくてごめんなさい
どれかのマスを答えるのではなくて、
重いほう(または軽いほう)から順番に、並べてほしかったんですが……
もちろん、同じ重さの場合は、
「○○のマスと○○のマスは、同じ重さです」
というふうにしてもらえれば、良いですから。
答えは分かっていらっしゃると思いますので、
細かい説明も、ご一緒にどうぞ。
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No.3
ひでぽん
2005/04/20 22:28
イメージとしては3>2=1です。
タバコの詰め方をすれば3が一番たくさん入るのではないかと。
残念ながら自信もなし、いくつ詰められるかの証明もできませんが・・・
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No.4
水心子
2005/04/21 12:44
>ひでぽんさん
自信を持ってください。正解です。
タバコの例を挙げていただきましたが、
実際にやってみれば、簡単にわかることですね。
なお、蛇足ながら、
1mmの球は、およそ140万個詰められます。
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No.5
ひでぽん
2005/04/21 13:53
合ってて良かったです。
問題見たときにこうだろうな、と思い、いくつ入るんだろうかと色々考えていたのですが結局どう求めていいのかわからずでした。
約140万個も入るんですね。もし御面倒でなければ求め方を教えていただければと思います。
m(__)m
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No.6
水心子
2005/04/21 19:36
では、あまり楽しくない説明になると思いますが……
ある次元において、最も高い密度に球体を詰めるとき、
「充填率」というものを考えます。
三次元(つまり、この問題のような立方体など)の場合において、
充填率の考え方は、いくつかあります。
細かいことは省きますが、詰める対象の箱に対して球が充分に小さい場合、
立方体の各頂点と面の中心に、球の中心がくるように並べると、最も多く詰められることになります。
やはり、細かい計算は省きますが
この場合の充填率は√2π/6(≒74.05%)
になります。
また、この問題の2番の箱のように、球の真上に球が来るような構造
(立方体の各頂点のみに、球の中心がくるような構造)
の場合、充填率はπ/6(≒52.36%)にしかなりません。
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No.7
ひでぽん
2005/04/22 19:52
いえいえ、楽しくないことはないですよ。
難しいですが。
充填率という単語を教えていただいたので調べて私も計算してみました。(難しいのは苦手なので充填率74.05%、球の体積は今流行のπ=3で計算。
)ちゃんと148万1000個になりました!
しかし水心子さんは文系とのことでしたが、いやいやいやいや、ただただ尊敬です。
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No.8
水心子
2005/04/22 19:35
余談ですが……
1番目の状態と、3番目の状態を比べてみます。
(1番目=2番目なので、充填率は同じ、π/6ですよね?)
もし、1番目の状態と同じ体積しか、3番目の場合も入らないとすれば、
直径の比を3乗すると体積の比になりますから、
100万個入ることになります。
ですが、お互いの充填率は、π/6:√2π/6なので、
3番目の方が√2倍多いわけです。
√2は、1.4142…ですから、100万を1.4142倍すると、
およそ141万4200個となるわけです。
楽をした方が、数学は楽しくなると思います。
余談までに。
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No.9
ひでぽん
2005/04/23 11:32
確かにこの方法が楽で間違えにくく、正確ですね。
楽をするのは好きなのですが、楽をする方法が見つからないのが難点ですね。
色々ご教授ありがとうございます。これからもよろしくお願いします。(なるべく自分で考えるようにはしますが。
)
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No.10
水心子
2005/04/23 19:41
いえいえ。つい、出過ぎた真似を。
とりあえず、この問題はここまでで。
ありがとうございました。
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