Для решения задачи начнем с обозначения величин, которые нам понадобятся.
Обозначим:
- \( x \) — объем воды, который пропускает вторая труба за минуту (литры в минуту).
- Так как первая труба пропускает на 32 литра воды меньше, то её скорость составит \( x - 32 \) литров в минуту.
Теперь выясним, сколько времени каждой из труб нужно, чтобы заполнить 90 литров резервуара.
Время работы второй трубы: Время \( t_2 \) (в минутах), которое требуется второй трубе, чтобы заполнить 90 литров: \[ t_2 = \frac{90}{x} \]
Время работы первой трубы: Время \( t_1 \) (в минутах), которое требуется первой трубе, чтобы заполнить 90 литров: \[ t_1 = \frac{90}{x - 32} \]
Согласно условию, вторая труба заполняет резервуар на 20 минут быстрее, чем первая: \[ t_1 = t_2 + 20 \]
Теперь подставим выражения для \( t_1 \) и \( t_2 \) в это уравнение: \[ \frac{90}{x - 32} = \frac{90}{x} + 20 \]
Теперь избавимся от дробей, умножив всё уравнение на \( x(x - 32) \): \[ 90x = 90(x - 32) + 20x(x - 32) \]
Раскроем скобки: \[ 90x = 90x - 2880 + 20x^2 - 640 \]
Сократим \( 90x \) с обеих сторон: \[ 0 = 20x^2 - 2880 - 640 \] \[ 0 = 20x^2 - 3520 \]
Теперь упростим уравнение, разделив всё на 20: \[ x^2 - 176 = 0 \]
Решим это квадратное уравнение: \[ x^2 = 176 \] \[ x = \sqrt{176} \approx 13.27 \]
Теперь мы можем найти, сколько литров воды в минуту пропускает вторая труба: \[ x \approx 13.27 \]
Таким образом, вторая труба пропускает примерно 13.27 литров воды в минуту.
Если нужно получить точное значение, \( x \) можно оставить в квадратном корне: \[ x = \sqrt{176} \text{ литров в минуту} \]
Теперь, если мы захотим, можем также посчитать скорость первой трубы: \[ x - 32 \approx 13.27 - 32 \approx -18.73 \] Так как скорость не может быть отрицательной, это подтверждает, что расчёт не может закончиться на отрицательном значении. Поэтому, результат выше был только для второй трубы.