4.10
물 공급 시스템은 물을 저장 탱크로 펌핑하지만, 유량은 시간에 따라 변하며, 이는 함수 f(t)로 모델링됩니다.
목표는 시간 0부터 시간 t까지 탱크에 들어간 총 물의 부피를 계산하는 것입니다.
이 계산은 정확한 부피 추적이 압력 제어, 일정 관리, 시스템 안전에 영향을 미치기 때문에 매우 중요합니다.
그래픽적으로 필요한 부피는 0에서 t까지의 곡선 아래 면적과 같으며, 정분을 사용해 계산됩니다.
상한선 t와의 혼동을 피하기 위해, 적분 내부에는 다른 변수 s가 사용된다. 이 더미 변수는 시간이 지남에 따라 변하는 자리 표시자 역할을 합니다.
이 적분을 시간 t까지 풀면 누적된 부피 V(t)가 나옵니다. 이제 특정 순간에 전체 부피가 어떻게 변하는지 찾기 위해 미적분학 기본 정리의 첫 부분을 사용할 수 있습니다.
이 문서는 V(t)의 미분이 원래의 유량 함수와 같다고 말합니다.
즉, 전체 부피의 순간 변화율은 그 순간의 유입 속도와 같다는 뜻입니다.
많은 공학 및 환경 분야의 응용에서는 시간에 따라 변하는 변화율로부터 누적량을 결정합니다. 대표적인 예로, 급수 시스템이 시간에 따라 달라지는 유량으로 저장 탱크에 물을 공급하는 상황을 들 수 있습니다. 주어진 기간 동안 탱크에 유입된 물의 총량을 정확하게 계산하는 것…