Решение задачи пошагово.
- Обозначим скорости труб:
- вторая труба пропускает r литров в минуту;
- первая труба пропускает на 4 литра в минуту меньше: r - 4.
- Время заполнения бака объемом 140 литров:
- временем второй трубы: t2 = 140 / r;
- временем первой трубы: t1 = 140 / (r - 4).
По условию: первая труба заполняет бак на 4 минуты дольше второй, значит t1 = t2 + 4. Тогда: 140 / (r - 4) = 140 / r + 4.
- Решение уравнения: Перенесем левую часть и приводим к простому выражению: 140 / (r - 4) - 140 / r = 4 560 / [r(r - 4)] = 4 r(r - 4) = 140 r^2 - 4r - 140 = 0.
Решаем квадратное уравнение: D = (-4)^2 - 4·1·(-140) = 16 + 560 = 576, sqrt(D) = 24. r = [4 ± 24] / 2 → r = 14 или r = -10. Отрицательный корень отклоняем, принимаем r = 14.
Найдем скорость первой трубы: первая = r - 4 = 14 - 4 = 10 литров в минуту.
Проверка: t2 = 140 / 14 = 10 минут; t1 = 140 / 10 = 14 минут; разница = 4 минуты, как и сказано.
Ответ: первая труба пропускает 10 литров воды в минуту.