IPB

Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )

 
Ответить в эту темуОткрыть новую тему
> Решение задачи про втекание и вытекание жидкости с помощью дифференциального уравнения
Katushas
сообщение 4.7.2008, 17:16
Сообщение #1


Школьник
*

Группа: Продвинутые
Сообщений: 39
Регистрация: 7.2.2008
Город: Сургут



Помогите пожалуйста
В резервуаре находится 100л водного раствора, содержащего 10кг соли. Вода вливается в резервуар со скоростью 3л в минуту, и смесь вытекает из него со скоростью 2л в минуту, причем концентрация поддерживается равномерной посредством перемешивания. Сколько соли будет содержать резервуар через 1 час?
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
crazymaster
сообщение 4.7.2008, 19:58
Сообщение #2


Студент
**

Группа: Продвинутые
Сообщений: 240
Регистрация: 9.3.2007
Город: Нефтеюганск
Учебное заведение: ТУСУР
Вы: студент



У меня ответ получился 5,71кг.
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
crazymaster
сообщение 5.7.2008, 15:33
Сообщение #3


Студент
**

Группа: Продвинутые
Сообщений: 240
Регистрация: 9.3.2007
Город: Нефтеюганск
Учебное заведение: ТУСУР
Вы: студент



Цитата(Katushas @ 5.7.2008, 21:21) *

А как вы решили?

составлял уравнение, а оказывается можно было проще решить.
100л+литры которые натекут за час (3 литра в мин.), в этом общем объеме размешать соль и вычислить ее вес в литре, а затем умножить на кол. литров которое будет через час в резервуаре с учетом слива.
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Katushas
сообщение 7.7.2008, 17:26
Сообщение #4


Школьник
*

Группа: Продвинутые
Сообщений: 39
Регистрация: 7.2.2008
Город: Сургут



Примем за независимое переменное время t , а за искомую функцию y(t) - кол-во соли в сосуде через t минут после начала опыта. Найдем на сколько изменится кол-во соли за промежуток времени от момента t до момента t+Dt . В одну минуту поступает 3л воды, а в минут - 3Dt литров. С другой стороны за время t из сосуда вытекает 2Dt литров раств
А как дальше что обозначать?
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
crazymaster
сообщение 7.7.2008, 18:07
Сообщение #5


Студент
**

Группа: Продвинутые
Сообщений: 240
Регистрация: 9.3.2007
Город: Нефтеюганск
Учебное заведение: ТУСУР
Вы: студент



я так решал:
ищем содержание соли в 1 литре воды в момент времени t - обозначим V
V=10/100 - это содержание в начальный момент времени, так как литры со временем набираются, то в знаменателе нужно прибавить 1/60t - это скорость прилива в сек. и так как содержание соли уменьшается, то нужно из числителя отнять V/30t. Здесь 1/30 - с такой скоростью вытекают литры в сек., V-содержание соли в 1 литре воды в момент времени t.
Получилась формула: V=(10-(V/30)t)/(100+(1/60)t) - отсюда выражаем V
осталось домножить на кол литров через час.
P.S За правильность не отвечаю
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Katushas
сообщение 8.7.2008, 18:12
Сообщение #6


Школьник
*

Группа: Продвинутые
Сообщений: 39
Регистрация: 7.2.2008
Город: Сургут



а то что вытекает 2 литра в минуту как учесть?
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Тролль
сообщение 8.7.2008, 19:28
Сообщение #7


Доцент
******

Группа: Преподаватели
Сообщений: 2 964
Регистрация: 23.2.2007
Город: Москва
Учебное заведение: МГУ



Цитата(Katushas @ 7.7.2008, 21:26) *

Примем за независимое переменное время t минут, а за искомую функцию y(t) - кол-во соли в сосуде через t минут после начала опыта. Найдем на сколько изменится кол-во соли за промежуток времени от момента t до момента t+Dt.


То есть найдем, чему будет равно y(t + Dt) - y(t).
За время Dt соль вытекает из со скоростью 2 л в минуту. Тогда за время Dt вытечет 2 * Dt литров раствора. Осталось найти концентрацию соли в растворе.
Объем резервуара 100 литров, в момент времени t в резервуаре содержится y(t) кг соли.
Значит концентрация в момент времени t равна y(t)/100.
Получаем, что за время Dt вытечет 2 * Dt * y(t)/100 кг соли.
Тогда уравнение примет вид:
y(t + Dt) - y(t) = -2 * Dt * y(t)/100
Делим на Dt, а потом переходим к пределу при Dt -> 0.
Получаем дифференциальное уравнение:
y' = -y/50 => y(t) = C * e^(-t/50).
Так как y(0) = 10 => y(t) = 10 * e^(-t/50).
Осталось найти y(60).
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
crazymaster
сообщение 8.7.2008, 20:15
Сообщение #8


Студент
**

Группа: Продвинутые
Сообщений: 240
Регистрация: 9.3.2007
Город: Нефтеюганск
Учебное заведение: ТУСУР
Вы: студент



а как учесть, что объем воды увеличивается?
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Тролль
сообщение 9.7.2008, 4:41
Сообщение #9


Доцент
******

Группа: Преподаватели
Сообщений: 2 964
Регистрация: 23.2.2007
Город: Москва
Учебное заведение: МГУ



Да, не подумал... Хотя странно, что он увеличивается. Резервуар безразмерный что ли? Обычно в таких задачах сколько втекает, столько и вытекает.
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Katushas
сообщение 9.7.2008, 14:47
Сообщение #10


Школьник
*

Группа: Продвинутые
Сообщений: 39
Регистрация: 7.2.2008
Город: Сургут



да нет условие записано верно еще раз проверила с учебника
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Тролль
сообщение 9.7.2008, 19:21
Сообщение #11


Доцент
******

Группа: Преподаватели
Сообщений: 2 964
Регистрация: 23.2.2007
Город: Москва
Учебное заведение: МГУ



А ответа нет? Возможно в условии ошибка. А если нет ошибки, то можно примерно также рассчитать и для случая, когда втекает больше, чем вытекает.
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Katushas
сообщение 10.7.2008, 2:05
Сообщение #12


Школьник
*

Группа: Продвинутые
Сообщений: 39
Регистрация: 7.2.2008
Город: Сургут



В ответе должно получиться 3,9 литра соли. А как расчитать когда втекает больше чем вытекает?
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Тролль
сообщение 10.7.2008, 6:15
Сообщение #13


Доцент
******

Группа: Преподаватели
Сообщений: 2 964
Регистрация: 23.2.2007
Город: Москва
Учебное заведение: МГУ



Просто числа подставить другие.
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Katushas
сообщение 10.7.2008, 11:35
Сообщение #14


Школьник
*

Группа: Продвинутые
Сообщений: 39
Регистрация: 7.2.2008
Город: Сургут



Так
y(t + Dt) - y(t) = 3 * Dt * y(t)/100-2* Dt * y(t)/100?
Как теперь получить дифференциальное уравнение?
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Тролль
сообщение 10.7.2008, 18:56
Сообщение #15


Доцент
******

Группа: Преподаватели
Сообщений: 2 964
Регистрация: 23.2.2007
Город: Москва
Учебное заведение: МГУ



Уравнение у меня не такое получилось.
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
crazymaster
сообщение 10.7.2008, 19:47
Сообщение #16


Студент
**

Группа: Продвинутые
Сообщений: 240
Регистрация: 9.3.2007
Город: Нефтеюганск
Учебное заведение: ТУСУР
Вы: студент



y(t + Dt) - y(t) = -2 * Dt * y(t)/(100+t)
Делим на Dt, а потом переходим к пределу при Dt -> 0.
Получаем дифференциальное уравнение:
y'=-2*y/(100+t)
так?? ответ вроде сходится
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
Тролль
сообщение 11.7.2008, 9:27
Сообщение #17


Доцент
******

Группа: Преподаватели
Сообщений: 2 964
Регистрация: 23.2.2007
Город: Москва
Учебное заведение: МГУ



Да, так.
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения

Ответить в эту темуОткрыть новую тему
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 



- Текстовая версия Сейчас: 24.5.2025, 22:28

Книжки в помощь: "Сборник заданий по высшей математике" Кузнецов Л.А., "Сборник заданий по высшей математике" Чудесенко В.Ф., "Индивидуальные задания по высшей математике" Рябушко А.П., и другие.




Зеркало сайта Решебник.Ру - reshebnik.org.ru