В боковой стенке высокого цилиндрического бака у самого дна закреплён кран. После его открытия вода начинает вытекать из бака, при этом высота столба воды в нём, выраженная в метрах, меняется по закону $H(t) = H_0 - \sqrt{2gH_0}\,kt + \frac{g}{2}k^2 t^2$, где $t$ — время в секундах, прошедшее с момента открытия крана, $H_0 = 20$ м — начальная высота столба воды, $k = \frac{1}{400}$ — отношение площадей поперечных сечений крана и бака, а $g$ — ускорение свободного падения (считайте $g = 10$ м/с$^2$). Через сколько секунд после открытия крана в баке останется четверть первоначального объёма воды?
Ответ:400
Четверть первоначального объёма — это четверть начальной высоты: $H(t)=\dfrac{H_0}{4}$.
Подставляем $H_0=20$, $k=\dfrac1{400}$, $g=10$: $\sqrt{2gH_0}=\sqrt{400}=20$, уравнение — $20-\dfrac{t}{20}+\dfrac{t^2}{32000}=5$. Умножаем на 32000: $t^2-1600t+480000=0$.
Дискриминант $D=1600^2-4\cdot480000=640000$, $\sqrt D=800$. Корни $t=\dfrac{1600\pm800}{2}$: $t=400$ или $t=1200$. Берём меньший (до полного опустошения бака).
Ответ: 400.