タンクの高さが6mで上部の直径が4mの場合、水がタンク内に一定の速度で送り込まれると同時に、逆円錐形タンクから10,000cm3 /分の速度で水が漏出します。水の高さが2mのときに水位が20 cm /分の速度で上昇している場合、どのようにして水がタンクに汲み上げられている速度を見つけるのですか?

タンクの高さが6mで上部の直径が4mの場合、水がタンク内に一定の速度で送り込まれると同時に、逆円錐形タンクから10,000cm3 /分の速度で水が漏出します。水の高さが2mのときに水位が20 cm /分の速度で上昇している場合、どのようにして水がタンクに汲み上げられている速度を見つけるのですか?
Anonim

みましょう #V# タンク内の水量 #cm ^ 3#;させて #h# 水の深さ/高さをcmで指定します。させて #r# 水面の半径(上)をcm単位で指定します。タンクは逆円錐形なので、水の質量も同じです。タンクの高さは6 m、上部の半径は2 mなので、同様の三角形は次のようになります。 # frac {h} {r} = frac {6} {2} = 3# そのため #h = 3r#.

逆円錐形の水の体積は、 #V = frac {1} {3} pi r ^ {2} h = pi r ^ {3}#.

今時間に関して両側を区別しなさい #t# 取得する(分) # frac {dV} {dt} = 3 pi r ^ {2} cdot frac {dr} {dt}# (連鎖ルールはこのステップで使用されます)。

もし #V_ {i}# 汲み上げられた水の量は # frac {dV} {dt} = frac {dV_ {i}} {dt} -10000 = 3 pi cdot( frac {200} {3})^ {2} cdot 20# (水の高さ/深さが2メートルのとき、水の半径は # frac {200} {3}# CM)。

だから # frac {dV_ {i}} {dt} = frac {800000 pi} {3} +10000 約847758 frac { mbox {cm} ^ 3} {min}#.