Данные (для ясности):
- Н1 = 26 см, S1 = 6 см^2 — внутренняя цилиндрическая часть (для нее заливают воду).
- Н2 = 16 см, S2 = 5 см^2 — внешняя цилиндрическая часть.
- Место отверстия во внутреннем цилиндре: на высоте Нз = 20 см.
- Расход воды: n = 3 л/мин = 3000 см^3/мин.
- Плотность воды и ускорение свободного падения заданы, но для данной модели они не требуются (в условиях небольшого отверстия предполагаем, что вода через отверстие стремится поддерживать внутренний уровень на высоте отверстия).
Логика решения:
До момента, когда уровень воды во внутреннем цилиндре достигнет высоты отверстия 20 см, отверстие не пропускает воду (нет вытекания). Поэтому сначала накапливается вода в внутреннем цилиндре до объёма V1 = S1 · Нз = 6 · 20 = 120 см^3. Время на этот этап: t1 = V1 / n = 120 см^3 / (3000 см^3/мин) = 0.04 мин = 2.4 с.
После достижения высоты отверстия вода начинает вытекать через отверстие в наружную часть. Тогда внутренний объём не растёт дальше (уровень держится на уровне 20 см), а вся последующая вода поступает в внешнюю ёмкость. Внешняя ёмкость заполняется до верхнего уровня: V2 = S2 · H2 = 5 · 16 = 80 см^3. Время заполнения внешней ёмкости: t2 = V2 / n = 80 см^3 / (3000 см^3/мин) = 0.026666... мин ≈ 1.6 с.
Общее время до того момента, когда вода начнёт переливаться через край внешнего цилиндра (вместе учтены оба этапа): t_total = t1 + t2 = 0.04 мин + 0.026666... мин = 0.066666... мин. Преобразуем в секунды: 0.066666... мин × 60 = 4.0 с.
Ответ: 4,0 секунды.