Soru: Şekildeki A musluğu boş havuzu 24 saatte dolduruyor. Havuzun ortasında bulunan B musluğu ise havuzun kendi seviyesine kadar olan kısmını 20 saatte boşaltıyor. Buna göre, havuz boşken bu iki musluk birlikte açılırsa havuz kaç saatte dolar?
Cevap:
Çözüm Adımları
-
A musluğunun doldurma hızı:
- A musluğu tüm havuzu 24 saatte doldurduğuna göre saatteki doldurma hızı:
$$ \frac{1}{24} ;(\text{havuz/saat}) $$
- A musluğu tüm havuzu 24 saatte doldurduğuna göre saatteki doldurma hızı:
-
B musluğunun boşaltma hızı:
- B musluğu, havuzun yalnızca kendi seviyesi üzerindeki kısmını (problemde genellikle havuzun üst yarısı olarak kabul edilir) 20 saatte boşaltıyor.
- Havuzun üst yarısı toplam hacminin yarısıdır. Dolayısıyla B musluğunun saatteki boşaltma hızı:
$$ \frac{\tfrac{1}{2} \text{(havuz)}}{20 \text{ saat}} ;=;\frac{1}{40} ;(\text{havuz/saat}) $$
-
İki aşamalı doldurma:
- Aşama 1: Havuzun boş hâlden B musluğuna (yaklaşık orta seviyeye) kadar olan yarısını A musluğu tek başına doldurur.
- Bu yarı hacim, tüm havuzun $\tfrac{1}{2}$’sidir.
- A musluğu hızı \tfrac{1}{24} olduğundan, bu yarı hacmi doldurma süresi:
$$ \frac{\tfrac{1}{2}}{\frac{1}{24}} = \frac{1}{2} \times 24 = 12 \text{ saat} $$
- Aşama 2: Havuzun üst yarısı (B musluğunun seviyesi ile havuzun üstü arasındaki bölüm) A musluğu doldurmaya çalışırken, B musluğu aynı anda bu bölümü boşaltır.
- Net doldurma hızı = A musluğu hızı − B musluğu hızı\frac{1}{24} - \frac{1}{40} = \frac{5}{120} - \frac{3}{120} = \frac{2}{120} = \frac{1}{60} \;(\text{havuz/saat})
- Bu üst yarım hacmin dolma süresi:\frac{\tfrac{1}{2}}{\frac{1}{60}} = \tfrac{1}{2} \times 60 = 30 \text{ saat}
- Net doldurma hızı = A musluğu hızı − B musluğu hızı
- Aşama 1: Havuzun boş hâlden B musluğuna (yaklaşık orta seviyeye) kadar olan yarısını A musluğu tek başına doldurur.
-
Toplam süre:
- İlk 12 saat alt yarısı doldu, sonraki 30 saat üst yarısı doldu:12 + 30 = 42 \text{ saat}
- İlk 12 saat alt yarısı doldu, sonraki 30 saat üst yarısı doldu:
Dolayısıyla iki musluk birlikte açıldığında havuz, toplamda 42 saatte dolar.
Özet Tablosu
Musluk | Görevi | Süresi (saat) | Hızı (havuz/saat) |
---|---|---|---|
A | Doldurma | 24 | 1/24 |
B | Kısmi boşaltma | 20 (havuzun üst yarısı) | 1/40 |
Cevap (kısa): 42 saat
1 Beğeni