4.10
Un sistema de suministro de agua bombea agua a un tanque de almacenamiento, pero el caudal cambia con el tiempo, modelado por una función f(t).
El objetivo es calcular el volumen total de agua que ha entrado en el tanque desde el momento cero hasta el momento t.
Este cálculo es crucial en la gestión del agua, donde el seguimiento preciso del volumen afecta al control de presión, la programación y la seguridad del sistema.
Gráficamente, el volumen requerido es igual al área bajo la curva de f(t) de cero a t, y se calcula usando una integral definida.
Para evitar confusiones con el límite superior t, se utiliza una variable diferente, s, dentro de la integral. Esta variable ficticia sirve como un marcador que cambia con el tiempo.
Resolver esta integral hasta el tiempo t obtiene el volumen acumulado V(t). Ahora, para encontrar cómo cambia el volumen total en un momento específico, se puede usar la primera parte del Teorema Fundamental del Cálculo.
Establece que la derivada de V(t) es igual a la función de caudal original.
Esto significa que la tasa instantánea de cambio del volumen total es igual a la tasa de entrada en ese momento.
En muchas aplicaciones de ingeniería y del medio ambiente, las cantidades acumuladas se determinan a partir de caudales que varían con el tiempo. Un e…
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