Шахтный водосборник
3/10В шахтный водосборник – резервуар для сбора шахтных вод перед их откачкой водоотливной установкой – равномерно поступает вода. Первоначально водосборник был пустой, а на откачку воды из камеры водосборника работал один насос. Насос не справлялся с водой, так что за \(t_1 = 6\) мин камера заполнилась наполовину. Тогда включили на второй (точно такой же) насос, но вода продолжала прибывать – ещё через \(t_2 = 15\) мин камера была заполнена полностью. За какое время камера опустеет, если в момент её полного заполнения включить третий (точно такой же) насос?
▶Показать разборСкрыть разбор
Ответ\(t_3 = 60\) мин.
РешениеПусть в резервуар каждую секунду поступает масса воды \(m\), каждый насос откачивает в секунду массу воды \(\mu\), полная масса воды в резервуаре – \(M\). Для наполнения половины камеры при работе одного насоса \[m t_1 - \mu t_1 = \frac{M}{2}.\] Для заполнения второй половины камеры при работе двух насосов \[m t_2 - 2\mu t_2 = \frac{M}{2}.\] Решая систему относительно \(m\) и \(\mu\): \[m = \frac{M(2t_2 - t_1)}{2t_1t_2}, \qquad \mu = \frac{M(t_2 - t_1)}{2t_1t_2}.\] При работе трёх насосов камера опустеет за время \(t_3\), для которого \[3\mu t_3 - m t_3 = M \;\Rightarrow\; t_3 = \frac{M}{3\mu - m}.\] Подставляя \(m\) и \(\mu\): \[t_3 = \frac{2t_1t_2}{t_2 - 2t_1} = 60\text{ мин}.\]
Похожие задачи
- Сок из опавших яблок Санкт-Петербургская 2014/15, 7 кл.
- Рулон бумаги ИОШ 2015/16, 9-10 кл.
- Резервуар и две трубки МОШ 2021/22, 7 кл.
- Васина ванна ВсОШ 2025/26, 7 кл.
- Мыло Санкт-Петербургская 2018/19, 7 кл.
- Очень сильный дождь Санкт-Петербургская 2019/20, 8 кл.