一名農民用內徑20釐米的管道將水渠裡的水引到一個直徑10米、深2米的圓柱形水箱中。如果水管中的水流速為每小時4公里,那麼水箱需要多長時間才能完全裝滿?


已知:水管內徑 = 20 cm,圓柱形水箱直徑 = 10 m,水箱深度 = 2 m,水管中水流速度 = 4 km/h

求解:求解完全裝滿水箱所需的時間。

解:對於給定的水箱。

直徑 = 10 m

半徑,R = 直徑/2 = 5 m

深度,H = 2 m

對於水管,

內徑 = 20 cm

水管內半徑,r = 20/2 = 10 cm = 10/100 m = 1/10 m

水流速度 = v = 4 km/h = 4 × 1000 = 4000 m/h

設 t 為裝滿水箱所需的時間,

因此,t 小時內流經水管的水量等於圓柱形水箱的體積

∴ πr²vt = πR²H

⇒ t = R²H / (r²v)

⇒ t = (5² × 2) / ((1/10)² × 4000)

⇒ t = 50 / 40

⇒ t = 1 ¼

⇒ t = 1小時15分鐘

因此,完全裝滿水箱需要1小時15分鐘。

更新於:2022年10月10日

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