[wiskunde] Verwante snelheden

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 118

Verwante snelheden

Hoi allemaal

Terzake:

Uit een waterreservoir stroomt water met een debiet van 10 000 cm³/min, terwijl tegelijkertijd een pomp het reservoir vult met een constant debiet q cm³/min. Het reservoir heeft de vorm van een omgekeerde kegel met hoogte 6 m (= 600 cm) en 2 m (= 200 cm) als straal van het bovenvlak. Bepaal q als je weet dat de hoogte van het waterniveau stijgt met een snelheid van 20 cm/min op het moment dat die hoogte 2 m bereikt.

Dus, men vraagt q bij h = 2 m, waarbij
\(\frac{dh}{dt}(t)=20cm/min\)
.

De twee verwante grootheden zijn hier q en h; het enige verband dat q en h hebben, lijkt me het volume van het water in het reservoir:
\(V=\frac{1}{3}r^2\pi h - 10000+q\)
(is dit juist??)

Het is - denk ik - nu de bedoeling r in functie van h te schrijven (met gelijkvormige driehoeken, bijvoorbeeld):
\(\frac{r}{200}=\frac{h}{600}\Rightarrow r=\frac{h}{3}\)
\(\Rightarrow V=\frac{1}{3}\frac{h^2h}{9}\pi -10000+q\)
\(=\frac{\pi}{27}h^3-10000+q\)
\(\Leftrightarrow V(t)=\frac{\pi}{27}[h(t)]^3-10000+q(t)\)
\(\frac{dV}{dt}(t)=\frac{\pi}{9}[h(t)]^2\cdot\frac{dh}{dt}(t)-10000+\frac{dq}{dt}(t)\)
En nu? Ik zie nu dus dat er geen DV gegeven is...Kan iemand me helpen?

h en Dh(t) zijn gekend, maar DV(t) niet...

Bedankt!
[center]"We cannot solve our problems with the same thinking we used when we created them."[/center]

[center]- Albert Einstein[/center]

Gebruikersavatar
Berichten: 118

Re: Verwante snelheden

Ik zou zeggen dat DV(t) = q(t)-10 000 (er komt per minuut q bij en 10 000 weg), maar als ik dan uitwerk bekom ik: (door ook h en Dh(t) te vervangen)
\(q = \frac{80\pi}{9}+\frac{dq}{dt}(t)\)
Enige manier om hieruit q te halen?

Bewerking: wacht eens even...q is constant, dus is Dq(t) = 0!?

En dan is q =
\(\frac{80\pi}{9}\)
???

Ziet er wel vrij weinig uit...Volgens mijn boek is het antwoord: 289 253 cm³/min...

2de bewerking: verdorie...ik was vergeten 4 m om te zetten naar 400 cm...

Zo wordt q =
\(\frac{8000\pi}{9}\)
Maar dan nog kom ik iets anders uit: 2 792,526...
[center]"We cannot solve our problems with the same thinking we used when we created them."[/center]

[center]- Albert Einstein[/center]

Gebruikersavatar
Berichten: 118

Re: Verwante snelheden

Heb de fout gevonden:

bij het afleiden van [h(t)]³ hield ik er nog geen rekening mee dat ik 2 m niet had omgezet naar 200 cm...

zo wordt de formule:

q - 10 000 = pi/27 (3*200²*20) - 10 000 + Dq(t)

- 10 000 valt weg, alsook Dq(t) (afgeleide constante q = 0)

En zo krijgen we voor q = 2 400 000*pi/27.

Uitrekenen geeft inderdaad 279 252,68 cm³/min.

Sorry voor de verstrooidheid
[center]"We cannot solve our problems with the same thinking we used when we created them."[/center]

[center]- Albert Einstein[/center]

Reageer