מים זורמים לתוך קערה גלילית בגובה 10 רגל ורדיוס 3 רגל, בקצב של 5 "ft" ^ 3 / min. באיזה קצב עולה מפלס המים?

תשובה:

# = (5) / (9 pi) # ft / min

הסבר:

לגובה נתון, # h #, של נוזל בצילינדר או ברדיוס # r #, נפח הוא

#V = pi r ^ 2 h #

הבדל זמן wrt

#dot V = 2 pi r d r r h + pi r ^ 2 נקודה h # אבל #dot r = 0 # לכן

#dot V = pi r ^ 2 נקודה h #

# d h = dot V / (pi r ^ 2) #

# = (5) / (pi (3 ^ 2)) #

# = (5) / (9 pi) # ft / min

חואניטה משקה את הדשא שלה באמצעות מקור המים במיכל מים. מפלס המים של צמרות טנק 1/3 בכל 10 דקות היא מים. אם רמת הטנק היא 4 מטרים, כמה ימים יכולים מים חואניטה אם היא מים במשך 15 דקות בכל יום?

ראה למטה. יש כמה דרכים לפתור את זה. אם רמת טיפות 1/3 ב 10 דקות, ואז בו טיפות: (1/3) / 10 = 1/30 ב 1 דקה. ב 15 דקות זה ירידה 15/30 = 1/2 2xx1 / 2 = 2 אז זה יהיה ריק אחרי יומיים. או דרך אחרת. אם זה טיפות 1/3 ב 10 דקות: 3xx1 / 3 = 3xx10 = 30 דקות 15 דקות ביום הוא: 30/15 = 2 ימים

המים מתרוקנים ממאגר דמוי חרוט בקוטר של 10 רגל ועומק של 10 מטרים בקצב קבוע של 3 ft3 / min. כמה מהר מפלס המים נופל כאשר עומק המים הוא 6 רגל?

היחס בין הרדיוס, r, של המשטח העליון של המים לעומק המים, w הוא קבוע תלוי בממדים הכלליים של קונוס r / w = 5/10 rarr r = w / 2 נפח קונוס של (w, r) = pi / 3 r ^ 2w או, במונחים של w פשוט עבור המצב הנתון V (w) = pi / (12) w ^ 3 (dv) / (dw) (dv) / (dt) = -3 (cu.ft./min.) (dw) / (= / pw = 2) (dw) (dv) / (dv) (dv) * (dv) / (dt) = 4 / (piw ^ 2) * (- 3) = (12) / piw ^ 2) כאשר w = 6 עומק המים הוא (d) (6) = = = (-12) / pi * 36) = -1 / (3pi) מבוטא במונחים של כמה מהר מפלס המים יורד, כאשר עומק המים הוא 6 מטרים, המים נופלים בקצב של 1 / (3pi) מטרים / דקות.

מים דולפים מתוך מיכל חרוט הפוך בקצב של 10,000 cm3 / min באותו זמן מים נשאבים לתוך הטנק בקצב קבוע אם הטנק יש גובה של 6 מטר ואת הקוטר בראש הוא 4 מ 'ו אם מפלס המים עולה בקצב של 20 ס"מ לדקה כאשר גובה המים הוא 2m, איך אתה מוצא את קצב שבו המים נשאבים לתוך הטנק?

תן V להיות נפח המים במיכל, ב ס"מ 3; תן להיות עומק / גובה של מים, ס"מ; ולתת r להיות רדיוס של פני המים (על גבי), ס"מ. מכיוון שהטנק הוא חרוט הפוך, כך גם מסת המים. מכיוון שהטנק בעל גובה של 6 מ 'ורדיוס בחלק העליון של 2 מ', משולשים דומים מרמזים על כך frac {h} {r} = frac {6} {2} = 3 כך ש- h = 3r. נפח קונוס המים ההופך הוא V = frac {1} {3} pi r ^ {2} h = pi r ^ {3}. כעת יש להפריד בין שני הצדדים ביחס לזמן t (בדקות) כדי לקבל את frac {dV} {dt} = 3 pi r ^ {2} cdot frac {dr} {dt} (כלל השרשרת משמש שלב). אם V_ {i} הוא נפח המים שנשפך פנימה, לאחר מכן frac {dV} {dt} = frac {dV_ {i}} {dt} -10000 = 3 pi cdot ( frac {200