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पाइप A, पाइप B और पाइप C मिलकर एक टैंक को 20 मिनट में भर सकते हैं, लेकिन रिसाव (leak) के कारण तीनों पाइपों को टैंक को पूरी तरह भरने में 10 मिनट अधिक समय लगता है। वह समय ज्ञात कीजिए जिसमें रिसाव अकेले भरे हुए टैंक को खाली कर सकता है।
40 मिनट
60 मिनट
30 मिनट
45 मिनट
60 मिनट
Tleak=T2−T1T1×T2 सूत्र का उपयोग करें, जहाँ T1=20 और T2=30 है। गणना: (20×30)/(30−20)=600/10=60।
पाइप A, B, और C की संयुक्त दर = 1/20 टैंक/मिनट। रिसाव के साथ लगा समय = 20 + 10 = 30 मिनट।
Tnet1=Tfill1−Tleak1
Tleak=T2−T1T1×T2 सूत्र का उपयोग करें, जहाँ T1=20 और T2=30 है। गणना: (20×30)/(30−20)=600/10=60।
छात्र अक्सर रिसाव-प्रभावित प्रक्रिया के लिए कुल समय (20 + 10 = 30) के बजाय 10 मिनट का उपयोग कर देते हैं।
दरों को परिभाषित करें
मान लीजिए Rfill पाइपों (A+B+C) की भरने की दर है और Rleak रिसाव की खाली करने की दर है। भरने की दर 1/20 टैंक/मिनट है।
Rfill=201
प्रभावी दर की गणना करें
रिसाव के साथ, कुल समय 20+10=30 मिनट है। प्रभावी भरने की दर 1/30 टैंक/मिनट है।
Reff=301
रिसाव दर ज्ञात करें
Reff=Rfill−Rleak संबंध का उपयोग करने पर, हमें Rleak=Rfill−Reff=1/20−1/30 प्राप्त होता है।
Rleak=603−2=601
अंतिम उत्तर
रिसाव द्वारा पूरे टैंक को खाली करने में लगा समय रिसाव दर का व्युत्क्रम होता है।
Tleak=60 मिनट
B सही है क्योंकि रिसाव प्रभावी शुद्ध दर को 1/30 टैंक प्रति मिनट तक कम कर देता है, जिसके परिणामस्वरूप टैंक को खाली करने में 60 मिनट का समय लगता है।
'शुद्ध दर = कुल दर - हानि दर' की यह अवधारणा सापेक्ष गति (relative speed) की समस्याओं के समान है जहाँ विपरीत दिशाओं में चलने वाली वस्तुओं के लिए Vnet=V1−V2 होता है।