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Combien de barils peuvent tenir dans un trou portable ?

D'après une question précédente, un trou portable peut contenir 282 pieds cubes de choses.

D'après la description, un tonneau peut contenir 4 pieds cubes de nourriture, mais il ne s'agit que de l'intérieur. Serait-il raisonnable de dire qu'un tonneau lui-même occupe 4 pieds cubes dans le trou portable ? Cela signifierait que 70 barils pourraient tenir dans le trou portable.

23voto

bouvierr Points 480

Il est possible de placer 21 barils et d'avoir un espace vide entre eux.

Ce calcul est un peu plus compliqué que la simple division du volume du trou portable par le volume du tonneau, car ils ne s'emboîteront pas parfaitement et n'occuperont pas tout l'espace, et il y aura donc des espaces entre eux. J'ai fait quelques calculs et je suis arrivé à la conclusion que l'on pouvait faire entrer 21 tonneaux dans le trou portable.

Tout d'abord, j'ai cherché les dimensions d'un tonneau. Il y a eu beaucoup de types de tonneaux différents utilisés à travers les âges, mais le consensus général est qu'un tonneau de whisky de 40 gallons a les dimensions suivantes une hauteur de 88 cm et un diamètre de 60 cm au plus large (à peu près au milieu en hauteur). Je vais traiter le canon comme un cylindre parfait, en utilisant sa mesure la plus large comme diamètre pour simplifier les choses, car cela ne fait pas vraiment de différence dans la pratique.

Un trou portable, comme indiqué dans sa description, est un cylindre d'une hauteur de 10 pieds et d'un diamètre de 6 pieds, ce qui se traduit par 304 cm et 182 cm respectivement.

Si nous stockons les barils par couches à l'intérieur du trou portable, les barils étant debout, car c'est la méthode la plus efficace, nous serons en mesure d'y insérer 3 couches de fûts à l'intérieur du trou. Cette valeur est calculée en divisant la hauteur du trou par la hauteur du canon :

$$ \frac {304}{88} = 3.455 $$

Cela nous donne 3 couches et environ 40 cm d'espace vide au sommet, dans lequel il est impossible d'insérer un autre tonneau, même en le mettant sur le côté (60 cm de diamètre, il dépasserait donc d'environ 20 cm).

Pour calculer le nombre maximum de tonneaux qui pourraient tenir dans chaque couche, nous devons essentiellement résoudre le problème des petits cercles à l'intérieur d'un plus grand cercle : Cercles plus petits à l'intérieur d'un cercle plus grand - Calculatrice . En prenant le diamètre d'un trou portable comme grand cercle et celui d'un tonneau comme petit cercle, le résultat obtenu est 7. Il aurait l'aspect suivant vu du dessus : big circle with a ring of 6 smaller circles inside, and one more smaller circle inside

Pour résumer, 7 barils par couche × 3 couches nous donnent 21 tonneaux qui s'insère dans un trou portable.

20voto

Trish Points 24750

Cela dépend du canon.

Un quart de million de barils de M1911

Un canon de M1911 typique est un cylindre de 5 pouces de long et d'un diamètre de 0,6 pouce. Cela représente 1,4 pouce cube. En utilisant un facteur de forme de 0,732, comme nous le savons en empilant des pièces de monnaie, il y a un baril pour 1,93 pouce cube. En d'autres termes : 252314 barils complets, mais pas d'autres pièces. Cette méthode seulement fonctionne pour des objets minuscules par rapport au volume de la pièce, car ces objets minuscules s'empilent presque comme des pièces de monnaie.

42 boîtes de conserve cylindriques d'un volume de 4 pieds cubes

Alors que le facteur de forme nous indique qu'il y a debe Si le trou avait une forme arbitraire, il y aurait de la place pour environ 51 barils, les dimensions extérieures deviennent problématiques : Notre trou a une forme fixe. Notre trou a une forme fixe. 6 pieds de diamètre, 10 pieds de haut. Pour un emballage optimal, nous supposons que 7 barils cylindriques de 2 pieds de diamètre - ou d'un rayon de 1 pied - sont disposés en couches.

densest packing of 7 barrels in a layer

En supposant que les tonneaux soient parfaitement cylindriques, chaque tonneau devrait mesurer 1 pied 3 pouces pour correspondre au volume de 4 pieds cubes ( \$ \frac V \pi =h\$ ). Arrondissons ce chiffre à 1,5 pied pour tenir compte de la présence d'au moins une coquille qui contient ce contenu.

Cela signifie que nous pourrions avoir 6 couches complètes de 7 barils ou 42 barils. Ou plutôt, des jerrycans, puisque nous n'avons pris en compte qu'un petit obus.

35 barils classiques de 4 pieds cubes de volume

Supposons maintenant que les tonneaux aient un cadre en bois de 1 pouce et un couvercle en bois de 1 pouce. Ce couvercle doit être échancré d'au moins un demi-pouce en haut et en bas de l'extrémité de l'enveloppe du tonneau. Il doit contenir un volume de 4 pieds cubes ou 113,27 litres. Comme la densité de l'eau est pratiquement égale à 1, cela représente 113,27 kilos d'eau dans ce tonneau. Cela se produit assez parfaitement lorsque le couvercle se trouve entre 0,9 et 1,9 pouce du bord supérieur, alors que le baril a un rayon de 0,8 pied en haut et en bas de l'enveloppe. Nous demandons un nombre rond de pieds pour la hauteur, ce qui facilite les calculs. Après quelques essais, les mesures en millimètres se lisent comme suit (désolé, ma CAO ne donne que des mm, mais elle me permet d'entrer des variables en pouces) :

rotational body of the barrel

On obtient ainsi des tonneaux de 2 pieds de haut et de 2 pieds de diamètre extérieur maximum, tandis que le haut et le bas du tonneau s'incurvent pour avoir un diamètre de 1,6 pied aux extrémités. C'est parfait !

The barrel in question

Empilés comme précédemment, nous obtenons un ajustement parfait de 5 couches de 7 barils chacune, soit exactement 35 barils au total.

35 barrels stacked in the portable hole

21 barils de 40 gallons (+2 malformés)

40 gallons représentent 151,42 litres d'eau. En utilisant la même géométrie de base que précédemment, nos tonneaux de 4 gallons doivent mesurer 2,7 pieds de haut pour obtenir ce volume (et un tout petit peu plus).

enter image description here

Nous pouvons encore en stocker 7 par couche, mais nous ne parvenons à empiler que \$ \frac {10}{2.7}=3,7\$ dans le trou, soit 3 couches complètes pour \$3*7=21\$ tonneaux

enter image description here

Si vous avez deux légèrement ou une paire de canons plus longs mais plus minces, vous pourriez réussir à les insérer en plus : sur leur face plate, au sommet de la pile. enter image description here

Bonus : 180 x 20 litres Bidon d'unité de la Wehrmacht - original "Jerry Can" (boîte de conserve)

Un jerrycan approprié a les dimensions suivantes : 165x345x470 mm. En les empilant dans un trou portable, on obtient ce modèle de 38 boîtes par couche :

enter image description here

6 couches complètes entrent dans le trou, soit 6*28=168 bidons remplis de 3360 litres d'eau ou de carburant. Ou 887,6181 gallons pour les impériaux - l'équivalent d'un peu plus de 22 barils de 40 gallons. Mais les jerrycans debout laissent encore juste assez d'espace au-dessus pour une couche supérieure de 10 jerrycans supplémentaires posés sur le côté :

enter image description here

Soit 200 litres de plus, pour un total de 3560 litres ou 940,4525 gallons. L'équivalent de 23,5 barils.

Attendez, il y a même un meilleur empilage avec 12 bidons couchés supplémentaires, pour 40 litres de plus, soit un total de 180 fois le bidon de 20 litres. 3600 litres empilés dans l'ingénierie allemande !

enter image description here

9voto

Environ 21 barils

Les fûts ne rempliront pas entièrement cet espace, car ils sont de forme plus ou moins cylindrique. S'il s'agissait de cylindres idéaux, on pourrait appliquer la règle suivante cercle emballage en cercle pour autant que la hauteur des barils s'y prête. Nous partirons de là.

Les trou portable crée un espace cylindrique de 10 pieds de profondeur et de 6 pieds de diamètre :

Il se déploie en une feuille circulaire 6 pieds de diamètre . ( ) le trou portable crée un trou extradimensionnel 10 pieds de profondeur .

La description de tonneau dans le règlement :

Un tonneau peut contenir 40 gallons de liquide ou 4 pieds cubes de matière solide.

4 pieds cubes ne représentent qu'environ 30 gallons. Je pense que pour cet exercice, nous devons utiliser le volume de liquide, qui reflétera plus fidèlement l'espace total utilisé. Les 4 pieds cubes pour les solides doivent supposer qu'il y a beaucoup d'espace vide perdu à l'intérieur du tonneau si l'on y met des solides, et non pas que les dimensions seraient plus petites.

Les dimensions du tonneau ne sont pas non plus définies avec précision, mais les tonneaux sont plus hauts que larges. Aujourd'hui, un baril de bois typique de 40 gallons mesure environ 2,9 pieds de haut et aurait un diamètre d'un peu plus de 1,5 pieds s'il était parfaitement cylindrique. Cependant, le diamètre du ventre d'un tel tonneau serait plutôt de 2 pieds, car à l'exception des tonneaux modernes en métal, les tonneaux en bois ne sont pas vraiment cylindriques, ils sont plus épais autour du milieu. Le profil latéral arrondi du tonneau vous fera perdre un peu plus d'espace, tout comme l'épaisseur du bois. À l'époque médiévale, les choses n'étaient pas aussi normalisées, mais nous utiliserons ces dimensions comme repères.

À ces dimensions, il n'est possible d'empiler que trois couches de fûts, et à un ratio de 3 pour 1 pour le point le plus épais du diamètre, il est possible d'empiler 7 fûts par couche.

7 Barrel packing

Il en résultera un total de 21 tonneaux . Tout cela en supposant qu'il n'y a pas d'autre moyen de les emballer plus densément en les culbutant et en les traitant davantage comme des sphères dans un cylindre.

Il y a aussi cette question similaire sur le nombre de pièces de monnaie dans un pied cube . Si l'on se contente de considérer l'emballage circulaire et d'ignorer les dimensions extérieures du trou, on obtiendrait un résultat plus important, mais je pense que ce n'est pas réaliste, car les dimensions extérieures ont un impact significatif sur le nombre de tonneaux que l'on peut loger.

2voto

Danny Beckett Points 1165

En s'appuyant sur la réponse d'AnnaAG, qui a proposé 21 fûts de 40 gallons.

Je pense qu'il est possible de faire entrer 22 barils.

J'affirme qu'il est possible d'obtenir 4 barils en une seule couche de leur côté. 4 sideways barrels in a cylinder

Il y a un certain chevauchement dans l'image, mais je pense que l'on peut l'ignorer en raison des éléments suivants

  • la courbure des fûts
  • les tonneaux ont une hauteur de 8,8 carrés et non de 9 comme sur l'image

Si vous le permettez, vous pouvez empiler les tonneaux de la manière suivante :

  • 2 couches de 7 fûts verticaux, soit 176 cm
  • Il reste alors 128 cm au sommet, ce qui est suffisant pour deux tonneaux latéraux superposés (120 cm).
  • ce qui signifie que vous pouvez avoir 2 couches de 4 fûts latéraux
  • pour un total de 2 7+2 4=22 barils, soit une augmentation de 1 baril !

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