Kuleformet akvarium, vannstigningsrate av vanndybde

Her kan du stille spørsmål vedrørende problemer og oppgaver i matematikk på høyskolenivå. Alle som har kunnskapen er velkommen med et svar. Men, ikke forvent at admin i matematikk.net er spesielt aktive her.

Moderatorer: Vektormannen, espen180, Aleks855, Solar Plexsus, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa

Svar
Parmenides
Pytagoras
Pytagoras
Innlegg: 7
Registrert: 08/09-2007 01:09

(Jeg tar NTNUs Matematikk 1 -- dette er oppgave 3 fra eksamen 75001/75011 fra 1994-08-15.)

Oppgaven lyder: "Et kuleformet akvarium med radius 30 cm fylles med vann, 50 cm[sup]3[/sup]/s. Hvor hurtig stiger vannet i akvariet ved det tidspunkt da vanndybden (midt i akvariet) er 10 cm?".

Hvis jeg kjente radien til sirkelen av vannoverflaten når vannet står opp 10 cm, da kunne jeg vel bare dele den oppgitte innstrømningsraten på arealet av denne sirkelen? Hvordan finner jeg radien når jeg kjenner vanndybden (la oss kalle den h)?

Fasiten sier at vannet stiger med 0.03 cm/s når dybden er 10 cm. Hvis framgangsmåten ovenfor er riktig, medfører det at radien til vannoverflatesirkelen da er ca. 23 cm.

Dette handler vel om den deriverte på en måte; har du kommentar til teksten ovenfor og eventuelt løsningsforslag/annen hjelp? Mange takk.
MatteNoob
Riemann
Riemann
Innlegg: 1634
Registrert: 08/01-2008 14:53
Sted: matematikk.net :)

Ta en titt på denne oppgaven, kanskje den setter deg på sporet :]

http://www.matematikk.net/ressurser/mat ... hp?t=19363
Øver du til eksamen i matematikk? Se eksamensoppgaver med løsningsforslag.
Vil du ha egen webside, se her for å lage hjemmeside.
MatteNoob
Riemann
Riemann
Innlegg: 1634
Registrert: 08/01-2008 14:53
Sted: matematikk.net :)

Jeg har tenkt mye på denne oppgaven, men kommet til at den ligger over hodet på meg.

Kan noen ta den, slik at jeg ser hvordan dette henger sammen?
Øver du til eksamen i matematikk? Se eksamensoppgaver med løsningsforslag.
Vil du ha egen webside, se her for å lage hjemmeside.
Janhaa
Boltzmann
Boltzmann
Innlegg: 8552
Registrert: 21/08-2006 03:46
Sted: Grenland

MatteNoob skrev:Jeg har tenkt mye på denne oppgaven, men kommet til at den ligger over hodet på meg.
Kan noen ta den, slik at jeg ser hvordan dette henger sammen?
hmmm...prøver meg iallfall;

Lager meg ett tversnitt gjennom kula. Hvor h er avstanden vannet står over bunnen. Lager så 1 rettvinkla trekant. Finner så den horisontale lengda y ("radius)" av vannstanden vha Pytagoras:

h(t) = h, y = y(t) og V(t) = V

[tex]y=\sqrt{30^2\,-\,(30-h)^2}=\sqrt{60h-h^2}[/tex]


[tex]V=\pi \int y^2\,dt=\pi \int (60h\,-\,h^2)dt[/tex]

[tex]\frac{dV}{dt}=\pi (60h-h^2)\,\frac{dh}{dt}[/tex]

[tex]50=\pi(60\cdot 10\,-\,10^2)\cdot h^,(t)[/tex]

[tex]h^,(t)=0,0318\,(cm/s)[/tex]

fikk jeg...
La verken mennesker eller hendelser ta livsmotet fra deg.
Marie Curie, kjemiker og fysiker.

[tex]\large\dot \rho = -\frac{i}{\hbar}[H,\rho][/tex]
Magnus
Guru
Guru
Innlegg: 2286
Registrert: 01/11-2004 23:26
Sted: Trondheim

Riktig svar som Janhaa kommer fram til her, men det kan gjøres litt enklere. Legg merke til at [tex]A = \pi r^2 = A(60h - h^2)[/tex] og at dV = A*dh, dermed dV/dt = A*dh/dt. Bare å løse for dh/dt.

(Litt mer formelt kan man vel se at dV/dh = A og fra kjerneregelen følger det da at A = dV/dt *dt/dh)
MatteNoob
Riemann
Riemann
Innlegg: 1634
Registrert: 08/01-2008 14:53
Sted: matematikk.net :)

Tusen hjertlig takk til dere begge to. Tror nok jeg har litt andre ting å jobbe med før jeg tar fatt på dette, men dette virker uhyre interessant, for man kan jo bruke det på veldig mange forskjellige ting.
Øver du til eksamen i matematikk? Se eksamensoppgaver med løsningsforslag.
Vil du ha egen webside, se her for å lage hjemmeside.
Frank KJ
Cayley
Cayley
Innlegg: 95
Registrert: 20/11-2006 01:22
Sted: Bærum

Anngående denne oppgaven. Hvorfor er det galt å si at
dV/dt = dV/dr * dr/dt ? Når dV/dr = 4pi*r^2 og [tex]\frac{dr}{dt}=\frac{1}{2\sqrt{60h-h^2}}\cdot 60\frac{dh}{dt}-2h\frac{dh}{dt}[/tex]

Får ikke riktig svar hvis man løser dette for dh/dt..
Svar