DSSSB TGT CS 2023 Shift 2 – Question 054

Question:

The time taken by a boat to go 21 km downstream is equal to the time taken by it to go 9 km upstream. To go 12 km downstream and the same distance upstream, it takes a total of \(5\frac{5}{7}\text{ hours}\). How much time (in hours) will the boat take to go 28 km downstream?

एक नाव को धारा की दिशा में 21 km जाने में लगने वाला समय उसके द्वारा धारा के विपरीत दिशा में 9 km जाने में लगने वाले समय के बराबर है। धारा की दिशा में 12 km और धारा के विपरीत दिशा में समान दूरी तय करने में कुल \(5\frac{5}{7}\) घंटे लगते हैं। नाव को धारा की दिशा में 28 km जाने में कितना समय (घंटों में) लगेगा?

Options:

  • \(3\frac{1}{9}\)
  • \(3\frac{1}{2}\)
  • 4
  • 5
  • \(3\frac{1}{9}\)
  • \(3\frac{1}{2}\)
  • 4
  • 5

Correct Answer: c)

Explanation:

Step 1: Set up the relation between downstream and upstream speeds:
Let downstream speed be \(D\) and upstream speed be \(U\).
Given that time taken for 21 km downstream equals time taken for 9 km upstream:
\[ \frac{21}{D} = \frac{9}{U} \implies \frac{D}{U} = \frac{21}{9} = \frac{7}{3} \]
Let \(D = 7k\) and \(U = 3k\).

Step 2: Use the total time equation:
Total time taken to go 12 km downstream and 12 km upstream is \(5\frac{5}{7} = \frac{40}{7}\) hours:
\[ \frac{12}{D} + \frac{12}{U} = \frac{40}{7} \]
\[ \frac{12}{7k} + \frac{12}{3k} = \frac{40}{7} \]
\[ \frac{12}{k} \left( \frac{1}{7} + \frac{1}{3} \right) = \frac{40}{7} \]
\[ \frac{12}{k} \times \frac{10}{21} = \frac{40}{7} \]
\[ \frac{120}{21k} = \frac{40}{7} \implies \frac{40}{7k} = \frac{40}{7} \implies k = 1 \]

Step 3: Find downstream speed \(D\):
\[ D = 7k = 7 \times 1 = 7\text{ km/h} \]

Step 4: Calculate time taken to go 28 km downstream:
\[ \text{Time} = \frac{\text{Distance}}{D} = \frac{28}{7} = 4\text{ hours} \]
Hence, the correct answer is option c).

चरण 1: अनुकूल (downstream) और प्रतिकूल (upstream) चाल का अनुपात ज्ञात करें:
माना अनुकूल चाल \(D\) तथा प्रतिकूल चाल \(U\) है।
प्रश्नानुसार:
\[ \frac{21}{D} = \frac{9}{U} \implies \frac{D}{U} = \frac{21}{9} = \frac{7}{3} \]
माना \(D = 7k\) और \(U = 3k\)।

चरण 2: कुल समय के समीकरण से \(k\) ज्ञात करें:
12 km अनुकूल और 12 km प्रतिकूल जाने में लगा कुल समय = \(5\frac{5}{7} = \frac{40}{7}\) घंटे:
\[ \frac{12}{7k} + \frac{12}{3k} = \frac{40}{7} \]
\[ \frac{12}{k} \left( \frac{3 + 7}{21} \right) = \frac{40}{7} \]
\[ \frac{120}{21k} = \frac{40}{7} \implies \frac{40}{7k} = \frac{40}{7} \implies k = 1 \]

चरण 3: अनुकूल चाल ज्ञात करें:
\[ D = 7 \times 1 = 7\text{ km/h} \]

चरण 4: 28 km अनुकूल जाने में लगा समय ज्ञात करें:
\[ \text{समय} = \frac{28}{7} = 4\text{ घंटे} \]
अतः सही उत्तर विकल्प c) है।

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