SPI練習問題-問3(仕事算・水槽算)
空の水槽を満たすのに、P管では3時間、Q管では5時間かかる。また、満水の水槽から水を流し出して空にするのに、R管だと6時間、S管だと10時間かかる。
[設問1]空の水槽にP管で1時間注水し、その後、P管とQ管で同時に注水する。このとき、空の水槽を満水にするまでにどれだけかかるか?
A 1時間15分
B 1時間30分
C 2時間
D 2時間15分
E 2時間20分
F いずれでもない
[設問2]空の水槽にP管とQ管で注水しながら、同時にR管とS管で排水をすると、満水にするまでにどれだけかかるか?
A 2時間15分
B 2時間30分
C 3時間
D 3時間15分
E 3時間45分
F いずれでもない
解答と解説
使用する公式:
仕事算・水槽算の問題を解く場合、全体の仕事量を1と仮定して計算します。
解き方が分からない方は、『仕事算・水槽算 ~練習問題と解き方を徹底解説!~』のページに解き方を詳しく解説しているので、そちらを参考にしてください。
設問1の解答と解説:
水槽の満水の量を1と仮定します。(但し、必ずしも1と仮定する必要はなく任意の数値で構いません。今回の問題であれば15などに仮定する方が計算が簡単になります。)
P管について考える
P管は水槽を満水の1にするのに3時間かかります。よって、1時間で注水できる量は次の通り。
1÷3=13
よって、最初にP管を使って1時間水槽に注水すると13が満たされます。残りの23は、P管とQ管で同時に注水するということなので、その時間を求めていきます。
P管とQ管の同時注水について考える
Q管は水槽を満水の1にするのに5時間かかります。よって、1時間で注水できる量は次の通り。
1÷5=15
よって、P管とQ管同時に注水した場合、1時間に注水できる量は、次の通り。
13+15
=515+315
=815
P管とQ管の同時注水であれば、1時間で815が注水できることが分かりました。
先程求めた、水槽の残り残量23が満水になるまでの時間をNとした場合、以下の式が成り立ちます。
815×N=23
N=23×158
N=54
よって、水槽の残り残量23が満水になるまでの時間は54時間
54時間とは何時間何分のことか?
1時間は60分なので
60×54=75分
よって、1時間15分だと分かりました。
最初にP管だけで1時間注水しているので、合計して水槽を満水にするのにかかった時間は次の通り。
1時間+1時間15分=2時間15分
解答:D
設問2の解答と解説:
設問1より、P管とQ管を使って同時に注水した場合、1時間あたりに注水できる量は、815だと分かっています。
1時間あたりにP管とQ管で注水できる量は、満水1に対して815。
よって、R管とS管の1時間あたりの排水量を求めていきます。
R管は、満水1の水を空にするのに6時間かかるということなので、1時間あたりの排水量は、16。
S管は、満水1の水を空にするのに10時間かかるということなので、1時間あたりの排水量は、110。
R管とS管の同時排水の場合は、この1時間あたりの排水量の合計値なので次の通り。
16+110
=530+330
=830
=415
1時間あたりにR管とS管で排水できる量は、満水1に対して415。
よって、P管とQ管を使って同時に注水しながらR管とS管で排水した場合、1時間で注水できる量は次の通り。
815-415
=415
よって、満水の1になるまでにかかる時間をNとした場合、次の式で表すことができます。
415×N=1
N=154
=3.75時間
=3時間45分
よって、求める解答は、3時間45分のEとなる。
解答:E