[analyse] toepassing op integraal

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 75

[analyse] toepassing op integraal

Hallo,

hier ben ik weer met een vraag ...

Het gaat mij vooral over het principe van oplossen

Een reservoir heeft als dwarsdoorsnede een trapezium met lengte van de kleine basis 1 meter, lengte van de grote basis 3 meter en hoogte 2 meter (zie tekening). Het reservoir is 5 meter lang. In het begin is het water in het reservoir 1 meter diep.

Afbeelding

Op de bodem van het reservoir bevindt zich een ronde opening met diameter 0.1 meter

(a) bereken de tijd die nodig is om het waterniveau te laten dalen van 1 meter tot 0,8 meter (=57,6 seconden)

(b) bereken de tijd die nodig is om de tank leeg te laten lopen (=383,3 seconden)

Bij het oplossen zijn we verplicht om gebruik te maken van integralen.

We moeten tevens gebruik maken van de Wet van Torricelli, voor de uitstroomsnelheid van vloeistoffen. Deze wet zegt:
\(v=\sqrt{2gh}\)
met g=valversnelling en h de afstand tussen het vloeistofoppervlak en het midden van de opening. Het vat moet aan de bovenzijde open zijn, anders werkt dit niet.

Ik ben begonnen met het zoeken naar een formule voor het volume.
\(V=(1\times h + 2\frac{h\times\frac{h^2}{2}}{2})\times5=\frac{5}{2}h^2+5h\)
Op basis van de wet van Torricelli stelde ik het volgende op:

g=10 m/s² voor het gemakkelijk te maken.
\(\frac{dV}{dh}=\sqrt{2\times 10\times h} \times \pi \times 0,05^2=0,0078\sqrt{20h}\)
Ik zou nu willen de hoogte in functie van de tijd willen schrijven h(t), maar weet niet hoe eraan te beginnen.

Iemand?
Ervaring is niets dan de opsomming van stommiteiten

Gebruikersavatar
Berichten: 75

Re: [analyse] toepassing op integraal

Ondertussen heb ik er nog wat aan gewerkt, en ik denk dat er wat fouten in mijn werkwijze zaten:
\(V(h)=5h^2/2 + 5h [m^3] \Rightarrow \frac{dV}{dh}=5h+5 \Rightarrow \frac{dh}{dV}=\frac{1}{5h+5}\)
Op basis van Torricelli schrijf ik
\(v=\sqrt{2gh}=\frac{dx}{dt}\)
Ik stel hier dat snelheid hetzelfde is als afstand per tijdseenheid.

Door dit te vermenigvuldigen met de oppervlakte van het gat krijg ik dit.
\(\frac{dV}{dt}=0,0078\sqrt{2gh}\)
\(\frac{dV}{dt}\times\frac{dh}{dV}=\frac{dh}{dt}=\frac{0,0078\sqrt{2gh}}{5h+5}\)
Ik ga er niet komen voel ik ...
Ervaring is niets dan de opsomming van stommiteiten

Gebruikersavatar
Berichten: 75

Re: [analyse] toepassing op integraal

Ik heb zelf de oplossing gevonden.

Ik was er bijna ... omkeren tot dt/dh, en dan t zoeken door te integreren.

=>[95.56 sqr(h)(h+3)] met h van 0.8 tot 1 ... invullen en ... opgelost.
Ervaring is niets dan de opsomming van stommiteiten

Berichten: 4

Re: [analyse] toepassing op integraal

nog een vraag hierover: Bereken de arbeid nodig voor het leegpompen van het volledige

reservoir. (= 106 275 J) ?

W= g * ro*( integraal(van 0 tot d) van (H- h)*A(h)dh .)

Reageer