Сколько литров и кубов в бочке?

Объём бочки – на первый взгляд, довольно простая величина. В цилиндрической бочке, имеющей постоянный диаметр, легко его рассчитать. Старинный вариант, обладающий выгнутыми стенками, требует особого подхода к подсчёту объёма.

Кроме калькулятора, пригодится рулеточная линейка. Длина её может не превышать 3 м.

Для начала в цилиндрической бочке замеряется диаметр. Его легко определить, заметив наибольшее значение.

Если был использован более тонкий материал, например нержавеющая сталь до 1 мм, то толщиной стенок емкости можно пренебречь.

Значение диаметра, измеренного для конкретной ёмкости, делится надвое. Это и есть радиус изделия. Формула включает проведение двух расчетов.

1. Квадрат значения радиуса умножается на число 3,1415926535…, более приближенное – 3,1416. Число это связано с длиной окружности – оно представляет собой бесконечную десятичную дробь (иррациональная величина). Полученная величина – площадь круга или основание (дно) в своём подлинном размере.
2. Измеряем высоту бочки – и умножаем её на полученную площадь дна. Это и есть объём ёмкости. Измеряемые значения переводятся в метры, иначе значение объёма в кубометрах будет нереально большим.

Для старинной бочки, имеющей переменный диаметр, проводим немного иной расчет.

1. Измеряем диаметр в верхней части – наименьшее действующее значение. Сверху и снизу оно окажется одинаковым – оба дна ёмкости также равные. Делим диаметр надвое, возводим в квадрат полученное значение и умножаем на 3,1416.
2. С помощью рулеточной линейки опоясываем бочку вокруг и посередине. Полученное значение – длина окружности. Разделив её на число 3,1416, получаем диаметр, делим его значение ещё надвое. Это и есть максимальный радиус ёмкости – большее его значение. Вычитаем из радиуса толщину стенок (изогнутых досок, образующих стенки) – получаем реальное, действующее значение радиуса (в максимуме). Умножаем на квадрат его значения число 3,1416 – получим площадь части воображаемой плоскости, проходящей через середину бочки и ограниченной внутренней поверхностью её стенок.
3. Определяем среднее арифметическое (в квадратных метрах) большего и меньшего действующих значений основания ёмкости. То есть складываем их – и делим надвое.
4. Замеряем (в метрах) и умножаем значение высоты на среднюю площадь дна ёмкости.

Полученное значение и есть объём «пузатой» ёмкости.

Для эллипсной бочки схема подсчёта иная.

1. Измеряем расстояние между противолежащими точками ёмкости, расположенными на эллипсе (овале поперечного сечения). Должны получиться две заметно отличающейся величины.
2. Узнаём среднее арифметическое данных величин, делим его ещё раз пополам – это и есть радиус.
3. Замеряем высоту – и умножаем её значение на вторую степень среднего радиуса и число 3,1416. Полученное значение – в кубометрах – и есть объём овальной ёмкости.

Хотя понятие радиуса к овалу неприменимо, его легко определить как среднюю величину. Предполагается, что овал представляет собой идеальную кривую, напоминающую сплюснутую и вытянутую одновременно окружность.

Баки в виде призмы (чаще всего правильной) мало распространены, их формула расчёта усложнена. Для нахождения их объёма введены следующие геометрические понятия:

• периметр многоугольника – основание, площадь которого нужна для вычисления объёма ёмкости;
• апофема – длина отрезка, соединяющего центр многоугольника с серединой любой из его сторон.

Чтобы найти площадь дна, например, правильной шестиугольной призмы, сделайте 4 расчета.

1. Измерьте и высчитайте периметр дна призматической бочки.
2. Определите центр призмы, расчертив карандашом линии, соединяющие противолежащие стороны правильного шестиугольника. Точка их пересечения – центр дна. Отметьте точку в середине любой из сторон дна-шестиугольника и проведите отрезок-апофему. Измерьте его длину.
3. Разделите периметр дна надвое – и умножьте его на значение апофемы. Не забывайте измеренные величины переводить в метры. Получится площадь – в квадратных метрах – дна бочки.
4. Умножьте полученное значение на высоту.

Объём шестиугольной ёмкости-призмы вычислен. Для бочек с основанием в виде неправильного многоугольника потребуется перемерить все стороны дна – и перенести их на чертёж, вписать этот многоугольник в окружность. Формула расчёта объёма такой геометрической фигуры может быть ещё несколько усложнена. Но такие резервуары промышленность почти не выпускает, и расчёт «неправильной» ёмкости представляет больше теоретический интерес, чем практический.

Вычислить литраж – значит, принять во внимание постоянную величину: 1 л воды – 0,001 м3. Центнер воды занимает 0,1 куба. Эта формула справедлива для всех жидкостей: один литр – это кубический дециметр. Высчитать кубатуру, например, цистерны, перевозящей 4 т воды, легко: это и есть столько же «кубов». А вот для, к примеру, нефти «куб» весит заметно меньше одной тонны. Плотность этой же нефти настолько же меньше плотности воды, насколько вес определённого объёма нефтепродуктов ниже массы такого же количества воды. Но 1 м3 – величина постоянная.

Для запаса воды в одну тонну (1 м3) понадобится 5 таких емкостей.