Racjonalista - Strona głównaDo treści
zagadka z geometrii - 12 kulek

Ten wątek jest przedawniony

Działy Forum » Nauka
NapisanoAutorTytuł
17-04-2021 14:06alsor (3283 punktów)zagadka z geometrii - 12 kulek
Jaki ma minimalny promień sfera otaczająca 12 jednakowych kuleczek?

np. biorąc kulki o promieniu: r = 1,
należy wyznaczyć sferę która ogarnia te 12 sztuk:
R12_min = ?



wolno użyć komputerka do wyliczenia.
Autor wątku ma uprawnienia do usuwania wypowiedzi, jeżeli łamią regulamin Forum lub znacznie odbiegają od tematu.

0363669D4A7247F71657625173BEC3B8124D127C (858 punktów)
>np. biorąc kulki o promieniu: r = 1,
>należy wyznaczyć sferę która ogarnia te 12 sztuk:
>R12_min = ?
>

Przy takiej konfiguracji jak na rysunku to będzie R = 3.

Tylko że w takiej konfiguracji zmieści się nawet 13 kul - jedna może być schowana w środku.

.
alsor (3283 punktów)
>Przy takiej konfiguracji jak na rysunku to będzie R = 3.
>Tylko że w takiej konfiguracji zmieści się nawet 13 kul - jedna może być schowana w środku.

Dla 13-tu masz 3r.

Ale tam są luzy pomiędzy tymi 12-toma,
zatem po wyeliminowaniu tej 13-tej w środku
ewidentnie mogą one lekko spaść do środka (o ile?),
automatycznie zmniejszając rozmiar poniżej 3r.
17-04-2021 19:17 
 Ocena 1 na 1
0363669D4A7247F71657625173BEC3B8124D127C (858 punktów)
>Ale tam są luzy pomiędzy tymi 12-toma,
>zatem po wyeliminowaniu tej 13-tej w środku
>ewidentnie mogą one lekko spaść do środka (o ile?),
>automatycznie zmniejszając rozmiar poniżej 3r.

No dobra, masz racje

to wyjdzie około 2.9020r

.
alsor (3283 punktów)
Nie wiem... trochę za duża różnica chyba od 3;
może sprawdź jeszcze 16 kul na sferze - jaki promień wyjdzie?
0363669D4A7247F71657625173BEC3B8124D127C (858 punktów)
>Nie wiem... trochę za duża różnica chyba od 3;
> może sprawdź jeszcze 16 kul na sferze - jaki promień wyjdzie?
>

Ja to obliczyłem w oparciu o wielościan foremny (w tym wypadku 12-ścian). Dla 16 się tak nie da. Rozważ 12-ścian foremny, on się składa z 12 ostrosłupów o podstawach z pięciokątem i wierzchołku górnym w środku bryły. Jeśli każda mała kulka będzie wpisana w taki ostrosłup, to sfera je ograniczająca będzie sferą wpisaną w ten dwunastościan.

.
alsor (3283 punktów)
>>Nie wiem... trochę za duża różnica chyba od 3;
>> może sprawdź jeszcze 16 kul na sferze - jaki promień wyjdzie?
>>
>Ja to obliczyłem w oparciu o wielościan foremny (w tym wypadku 12-ścian). Dla 16 się tak nie da. Rozważ 12-ścian foremny, on się składa z 12 ostrosłupów o podstawach z pięciokątem i wierzchołku górnym w środku bryły. Jeśli każda mała kulka będzie wpisana w taki ostrosłup, to sfera je ograniczająca będzie sferą wpisaną w ten dwunastościan.

A co to za różnica?

Bierzemy regularny wielościan z 16-toma wierzchołkami na sferze i wyliczamy...

Z 12-scianem mamy całkiem podobnie.

pl.wikipedia.org/wiki/Dwunastościan_foremny

Jak wygląd 16-scian regularny - jest coś takiego w ogóle?
Pewnie jest...
en.wikiped(*)mall_polyhedra_by_vertex_count

chyba nawet 2 są:

0363669D4A7247F71657625173BEC3B8124D127C (858 punktów)

Nie. Istnieje tylko 5 wielościanów foremnych i żaden 16-ścian się do nich nie zalicza (bryły na obrazku mają po 16 wierzchołków, a nie po 16 ścian, a ich boki nie są przystające).

.
alsor (3283 punktów)
>Nie. Istnieje tylko 5 wielościanów foremnych i żaden 16-ścian się do nich nie zalicza (bryły na obrazku mają po 16 wierzchołków, a nie po 16 ścian, a ich boki nie są przystające).

Nie szkodzi. Jakoś te 16 kulek zawsze można ustawić na sferze.. 17 i 56 też.
0363669D4A7247F71657625173BEC3B8124D127C (858 punktów)

>Nie szkodzi. Jakoś te 16 kulek zawsze można ustawić na sferze.. 17 i 56 też.

Tylko wtedy to rozmieszczenie nie jest symetryczne i dlatego tego mojego wyliczenia nie da się uogólnić w ten sposób.

.
alsor (3283 punktów)
... albo nie będziemy podawać wyniku.

Ale sprawdzimy to idąc od tyłu:

R = 2.902;

zatem biorąc jądro węgla C12,
co składa się z 12 kuleczek dokładnie, otrzymamy:

R = 2.902 r = 2.47 fm

zatem promień kuleczki: r = 2.47/2.902 = 0.85 fm;

zgadza się - zatem taki jest promień protonu w C12.

Wniosek: jądro węgla jest sferą zrobioną z 12 protonów.
0363669D4A7247F71657625173BEC3B8124D127C (858 punktów)
>... albo nie będziemy podawać wyniku.
>Ale sprawdzimy to idąc od tyłu:
>R = 2.902;
>zatem biorąc jądro węgla C12,
> co składa się z 12 kuleczek dokładnie, otrzymamy:
>R = 2.902 r = 2.47 fm
>zatem promień kuleczki: r = 2.47/2.902 = 0.85 fm;
>zgadza się - zatem taki jest promień protonu w C12.
>Wniosek: jądro węgla jest sferą zrobioną z 12 protonów.
>

a idąc od przodu:



.
alsor (3283 punktów)
>a idąc od przodu:
>.

ale można też prościej i dokładniej:
R = 2*sin72 + 1 = 2.9021130325903071442328786667588

Wróć do listy wątków działu Nauka
Aby pisać w tym wątku, musisz się zalogować

  

Zaloguj przez OpenID..
Jeżeli nie jesteś zarejestrowany/a - załóż konto..

Szukaj na Forum  Przewodnik  Regulamin i instrukcja obsługi Forum  Kolegium Moderatorów

 


[ Regulamin publikacji ] [ Bannery ] [ Mapa portalu ] [ Reklama ] [ Sklep ] [ Zarejestruj się ] [ Kontakt ]
Racjonalista © Copyright 2000-2018 (e-mail: redakcja | administrator)
Fundacja Wolnej Myśli, konto bankowe 101140 2017 0000 4002 1048 6365