Để tính thể tích phần nhiên liệu trong bể, ta sẽ chia bài toán thành các bước sau:
1. Tính diện tích phần hình tròn bị cắt bởi mực nhiên liệu:
- Bán kính của bể là \( r = 1 \) m.
- Chiều cao của mực nhiên liệu là \( h = 1,5 \) m.
Ta cần tính diện tích của hình tròn bị cắt bởi mực nhiên liệu. Diện tích này bao gồm diện tích của một hình tam giác và một hình quạt.
2. Tính diện tích tam giác:
- Độ cao của tam giác là \( h = 1,5 \) m.
- Cạnh đáy của tam giác là \( 2 \times \sqrt{r^2 - (r-h)^2} = 2 \times \sqrt{1^2 - (1-1,5)^2} = 2 \times \sqrt{1 - (-0,5)^2} = 2 \times \sqrt{1 - 0,25} = 2 \times \sqrt{0,75} = 2 \times 0,866 = 1,732 \) m.
Diện tích tam giác là:
\[ S_{\text{tam giác}} = \frac{1}{2} \times \text{đáy} \times \text{cao} = \frac{1}{2} \times 1,732 \times 1,5 = 1,299 \, m^2 \]
3. Tính diện tích hình quạt:
- Góc tâm của hình quạt là \( \theta \). Ta có:
\[ \cos(\theta/2) = \frac{r-h}{r} = \frac{1-1,5}{1} = -0,5 \]
\[ \theta/2 = \cos^{-1}(-0,5) = 120^\circ \]
\[ \theta = 240^\circ \]
Diện tích hình quạt là:
\[ S_{\text{quạt}} = \frac{\theta}{360^\circ} \times \pi r^2 = \frac{240^\circ}{360^\circ} \times \pi \times 1^2 = \frac{2}{3} \pi \approx 2,094 \, m^2 \]
4. Tính diện tích phần hình tròn bị cắt:
\[ S_{\text{phần hình tròn bị cắt}} = S_{\text{quạt}} - S_{\text{tam giác}} = 2,094 - 1,299 = 0,795 \, m^2 \]
5. Tính thể tích phần nhiên liệu trong bể:
- Chiều dài của bể là \( l = 5 \) m.
Thể tích phần nhiên liệu trong bể là:
\[ V = S_{\text{phần hình tròn bị cắt}} \times l = 0,795 \times 5 = 3,975 \, m^3 \]
Vậy thể tích phần nhiên liệu trong bể là \( 3,975 \, m^3 \). Làm tròn đến chữ số thập phân hàng phần trăm, ta có:
\[ V \approx 3,98 \, m^3 \]
Đáp số: \( 3,98 \, m^3 \)