4.13
Wasser fließt in einen großen industriellen Speichertank, aber die Zuflussrate ist nicht konstant. Anfangs liefert die Pumpe Wasser mit 5 m3/s.
Der Wasserzufluss nimmt aufgrund kontinuierlicher Systemanpassungen mit einer konstanten Geschwindigkeit von zwei Kubikmetern pro Sekunde zu.
Diese stetige Änderung macht die Wasserzuflussrate zu einer linearen Funktion der Zeit, wobei 2 die Steigung ist, die die Zunahmerate anzeigt, und 5 die Anfangszuflussrate.
Das Ziel ist es, das gesamte Wasservolumen zu bestimmen, das zu einem bestimmten Zeitpunkt im Tank gespeichert ist. Dies erfordert eine unbestimmte Integration, die das Gesamtvolumen des Wassers durch die Integrierung der Wasserzuflussrate über die Zeit bestimmt.
Anstatt den Zufluss zu bestimmten Zeitpunkten zu analysieren, bietet die Integration eine einzige Funktion für das gesamte Wasservolumen in Bezug auf die Zeit.
Die Integration der linearen Zuflussrate führt einen quadratischen Term ein, der das beschleunigte Wachstum des Wasservolumens zeigt, während der lineare Term das konstante Wachstum ab der anfänglichen Zuflussrate anzeigt.
Schließlich wird die Integrationskonstante durch die Volumenfunktion bei t gleich null gegeben, was dem Anfangsvolumen des im Tank vorhandenen Wasservolumens entspricht.
Der Wasserzufluss in einen Wassertank ist nicht konstant, sondern nimmt im Laufe der Zeit zu. Anfangs liefert die Pumpe Wasser mit einer Förderrate vo…
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