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, выраженная в метрах, меняется по закону H(t)=H0−2gH0kt+2gk2t2, где t — время в секундах, прошедшее с момента открытия крана, H0=5м — начальная высота столба воды, k=7001 — отношение площадей поперечных сечений крана и бака, а g — ускорение свободного падения (считайте g=10м/с2). Через сколько секунд после открытия крана в баке останется четверть первоначального объёма воды?
Правильный ответ
350
Решение
Объём воды пропорционален высоте столба, поэтому H(t)=41H0. Подставляем значения: 41⋅5=5−2⋅10⋅5⋅7001t+210⋅(7001)2t2 1,25=5−100⋅7001t+5⋅4900001t2 1,25=5−10⋅7001t+4900005t2 1,25=5−701t+980001t2 Переносим всё в левую часть: 0=5−1,25−701t+980001t2 0=3,75−701t+980001t2 Умножаем на 98000: 0=367500−1400t+t2 t2−1400t+367500=0 Решаем квадратное уравнение: D=14002−4⋅367500=1960000−1470000=490000 D=700 t=21400±700 t1=21400−700=350,t2=21400+700=1050 Так как вода вытекает, высота уменьшается, и нам нужно меньшее время (первое достижение четверти объёма): t=350 Ответ: 350.