Question:
Pipes A and B can fill a tank in 20 hours and 30 hours, respectively. Pipe C is an emptying pipe. When all the three pipes are opened together, \(\frac{2}{9}\text{ th}\) part of the tank is filled in 8 hours. Pipe C alone can empty \(\frac{1}{3}\text{ rd}\) part of the tank in:
पाइप A और B एक टैंक को क्रमशः 20 घंटे और 30 घंटे में भर सकते हैं। पाइप C एक खाली करने वाला पाइप है। जब तीनों पाइपों को एक साथ खोल दिया जाता है, तो टंकी का \(\frac{2}{9}\) भाग 8 घंटे में भर जाता है। पाइप C अकेले टैंक के \(\frac{1}{3}\) भाग को कितने समय में खाली कर सकता है?
Options:
- 4 hours
- 3 hours
- 5 hours
- 6 hours
- 4 घंटे
- 3 घंटे
- 5 घंटे
- 6 घंटे
Correct Answer: d)
Explanation:
Step 1: Calculate the individual rates of pipes A and B:
\[ \text{Rate of A} = \frac{1}{20}\text{ tank/hour} \]
\[ \text{Rate of B} = \frac{1}{30}\text{ tank/hour} \]
Combined filling rate of A and B:
\[ \text{Rate of }(A + B) = \frac{1}{20} + \frac{1}{30} = \frac{3 + 2}{60} = \frac{5}{60} = \frac{1}{12}\text{ tank/hour} \]
Step 2: Determine the net combined rate of all three pipes:
In 8 hours, \(\frac{2}{9}\) of the tank is filled.
\[ \text{Net rate of }(A + B – C) = \frac{2/9}{8} = \frac{2}{72} = \frac{1}{36}\text{ tank/hour} \]
Step 3: Calculate the emptying rate of pipe C:
\[ \frac{1}{12} – \text{Rate of C} = \frac{1}{36} \]
\[ \text{Rate of C} = \frac{1}{12} – \frac{1}{36} = \frac{3 – 1}{36} = \frac{2}{36} = \frac{1}{18}\text{ tank/hour} \]
This means pipe C alone can empty the entire tank in 18 hours.
Step 4: Find time taken by C to empty \(\frac{1}{3}\) of the tank:
\[ \text{Time} = \frac{1}{3} \times 18 = 6\text{ hours} \]
Hence, the correct answer is option d).
चरण 1: पाइप A और B की कार्य दर ज्ञात करें:
\[ \text{A की दर} = \frac{1}{20}\text{ भाग/घंटा} \]
\[ \text{B की दर} = \frac{1}{30}\text{ भाग/घंटा} \]
A और B की कुल भरने की दर:
\[ \frac{1}{20} + \frac{1}{30} = \frac{5}{60} = \frac{1}{12}\text{ भाग/घंटा} \]
चरण 2: तीनों पाइपों की संयुक्त दर ज्ञात करें:
तीनों पाइप 8 घंटे में \(\frac{2}{9}\) भाग भरते हैं:
\[ \text{संयुक्त दर} = \frac{2/9}{8} = \frac{1}{36}\text{ भाग/घंटा} \]
चरण 3: पाइप C की खाली करने की दर ज्ञात करें:
\[ \frac{1}{12} – \text{C की दर} = \frac{1}{36} \]
\[ \text{C की दर} = \frac{1}{12} – \frac{1}{36} = \frac{2}{36} = \frac{1}{18}\text{ भाग/घंटा} \]
अर्थात पाइप C पूरी टंकी को 18 घंटे में खाली कर सकता है।
चरण 4: टंकी के \(\frac{1}{3}\) भाग को खाली करने में लगा समय:
\[ \text{समय} = \frac{1}{3} \times 18 = 6\text{ घंटे} \]
अतः सही उत्तर विकल्प d) है।