В боковой стенке высокого цилиндрического бака у самого дна закреплён кран. После его открытия вода начинает вытекать из бака, при этом высота столба воды в нём меняется по закону , где - высота столба воды в метрах, м - начальный уровень воды, м/мин2 и м/мин - постоянные, - время в минутах, прошедшее с момента открытия крана. Сколько минут вода будет вытекать из бака?
Правильный ответ
24
Пояснение
Решение:
Чтобы определить время опорожнения бака, воспользуемся заданной зависимостью высоты воды от времени. Подставим в уравнение имеющиеся коэффициенты и выразим переменную .
Поскольку нас интересует момент, когда вся вода вытечет из резервуара, конечное значение высоты должно быть равно нулю, то есть :
Для упрощения вычислений умножим обе части уравнения на :
(Примечание: в исходном условии коэффициенты подобраны так, что уравнение сводится к виду):
Заметим, что левая часть представляет собой квадрат разности:
Откуда находим корень уравнения:
Таким образом, процесс истечения воды из бака продлится 24 минуты.
Ответ: 24
Источник: ФИПИ