4.2 如何测量水桶
在马因·里德的小说中,是这样描述少年测量水桶的方法的:
要知道自己每天能够喝多少水,我首先要知道水桶里面装了多少水,这样除以天数,我就能够知道自己每天能喝多少水。如果我要想知道水桶的容积,我需要知道水桶的高度,水桶底面的圆周长以及水桶中部最粗地方的截面的圆周长。根据这三个数据,我就能计算出水桶的容积了。
幸运的是,测量这三个数据的方法我在学校里都已经学过了,那时在课堂上,老师已经向我们讲授了一些几何学的基础知识,我对于立方体、角锥、圆柱体、球体都有了一定的认识,我也可以想象出,一个大水桶可以被看作是两个圆台,它们较大的那个底面相接在一起。
接下来,我就要想尽一切办法来获得这三个数据了——桶的高度、水桶底面的圆周长以及水桶中部最粗地方的截面的圆周长。
水桶的高度很容易获得,但是剩下的两个数据就很困难了。我的个子很小,根本没有办法爬到水桶的顶端,而且因为水桶旁到处都是行李箱,所以我也无法靠近水桶。不仅如此,我手头也没有任何测量工具——没有尺子,也没有绳子,到底怎么测量出这两个圆周长呢?无论如何,我也不能放弃,我开始冥思苦想应该如何利用周边一切可利用的东西来测量这两个圆周长。
在下文中,我们就可以读到,机智的少年是用什么方法来测得这两个数据的。