4.10
מערכת אספקת מים שואבת מים למיכל אגירה, אך קצב הזרימה משתנה עם הזמן, ומודגם על ידי פונקציה f(t).
המטרה היא לחשב את סך נפח המים שנכנס למיכל מזמן אפס לזמן t.
חישוב זה חיוני בניהול מים, שם מעקב מדויק אחרי נפח משפיע על בקרת הלחץ, תזמון ובטיחות המערכת.
גרפית, הנפח הנדרש שווה לשטח שמתחת לעקומה של f(t) מאפס ל-t, והוא מחושב באמצעות אינטגרל מוגדר.
כדי למנוע בלבול עם הגבול העליון t, משתמשים במשתנה אחר, s, בתוך האינטגרל. המשתנה המדמה הזה משמש כתחליף זמני שמשתנה עם הזמן.
פתרון האינטגרל הזה עד זמן t נותן את הנפח המצטבר V(t). כעת, כדי לגלות כיצד הנפח הכולל משתנה ברגע מסוים, ניתן להשתמש בחלק הראשון של משפט היסוד של החשבון האינפיניטסימלי.
הוא קובע שהנגזרת של V(t) שווה לפונקציית קצב הזרימה המקורית.
משמעות הדבר היא שקצב השינוי המיידי של הנפח הכולל שווה לקצב הזרימה באותו רגע.
ביישומים הנדסיים וסביבתיים רבים, כמויות מצטברות נקבעות על סמך קצבים המשתנים לאורך זמן. דוגמה נפוצה מופיעה בניהול מים, כאשר מערכת אספקה שואבת מים למיכל…
2026 © זכויות יוצרים MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.