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Bonjour, j'ai besoin d'aide pour le problème suivant:

Un bassin, dont les parois sont verticales, est rempli d’eau seulement jusqu’au niveau correspondant au quart de sa hauteur. On continue alors à le remplir grâce à un robinet qui débite six litres d’eau par minute, pendant une durée de 31 minutes et 15 secondes. L’eau s’élève alors au tiers de la hauteur du bassin. Quelle est la contenance de ce bassin ?

Je ne sais pas par où commencer

Sagot :

Bonjour,

quelque soit la forme du bassin, le volume d'eau est égal au produit de la surface S de sa base par sa hauteur h.

Volume d'eau initial : V = S x h

Soit H la hauteur totale du bassin. On sait que le bassin est rempli au quart de sa hauteur, donc :

h = H/4

Volume d'eau ajouté en 31 min et 15 s, soit 31,25 min  (15 s = 60/4 s = 1/4 min = 0,25 min)

Le débit est de 6L par minute.

Donc, en 31,25 min, on a ajouté : V' = 6 x 31,25 = 187,5 L

Le volume total est alors de :

Vt = V + V'

Et on peut exprimer V' en fonction de la hauteur d'eau ajoutée h' :

V' = S x h'

On a donc un volume total d'eau de :

Vt = V + V' = S x h + S x h' = S(h + h')

Et on sait que l'eau s'élève maintenant au tiers de la hauteur totale du bassin.

Donc : h + h' = H/3

Or H = 4 x h

Donc : h + h' = 4h/3

⇔ h' = 4h/3 - h = (4h - 3h)/3 = h/3

On en déduit que : V' = S x h/3

et donc que V' = V/3   car S x h = V

Soit : V = 3 x V' = 3 x 187,5 = 562,5 L

On a donc un volume total d'eau de :

Vt = V + V' = 562,5 + 187,5 = 750 L

Sachant que : Vt = S x (h + h')

et que le volume du bassin peut s'exprimer par : Vb = S x H = S x 3(h + h')

On en déduit : Vb = 3 x Vt

Soit : Vb = 3 x 750 = 2250 L

Remarque : on peut simplifier tout ça en disant que le volume est proportionnel à la hauteur...