Wasser wird aus einem kegelförmigen Behälter mit einem Durchmesser von 10 Fuß und einer Tiefe von 10 Fuß mit einer konstanten Geschwindigkeit von 3 Fuß3 / min abgelassen. Wie schnell fällt der Wasserstand ab, wenn die Wassertiefe 6 Fuß beträgt?

Wasser wird aus einem kegelförmigen Behälter mit einem Durchmesser von 10 Fuß und einer Tiefe von 10 Fuß mit einer konstanten Geschwindigkeit von 3 Fuß3 / min abgelassen. Wie schnell fällt der Wasserstand ab, wenn die Wassertiefe 6 Fuß beträgt?
Anonim

Das Verhältnis des Radius# r #von der oberen Wasseroberfläche bis zur Wassertiefe,# w # ist eine Konstante, die von den Gesamtabmessungen des Kegels abhängt

# r / w = 5/10 #

#rarr r = w / 2 #

Das Volumen des Wasserkegels ergibt sich aus der Formel

#V (w, r) = pi / 3 r ^ 2w #

oder in Bezug auf nur # w # für die gegebene Situation

#V (w) = pi / (12) w ^ 3 #

# (dV) / (dw) = pi / 4w ^ 2 #

#rarr (dw) / (dV) = 4 / (piw ^ 2) #

Das wird uns gesagt

# (dV) / (dt) = -3 # (cu.ft./min.)

# (dw) / (dt) = (dw) / (dV) * (dV) / (dt) #

# = 4 / (piw ^ 2) * (- 3) #

# = (- 12) / (piw ^ 2) #

Wann # w = 6 #

Die Wassertiefe ändert sich mit einer Geschwindigkeit von

# (dw) / (dt) (6) = = (-12) / (pi * 36) = -1 / (3pi) #

Ausgedrückt, wie schnell der Wasserstand fällt, wenn die Wassertiefe ist #6# Füße, das Wasser fällt mit der Geschwindigkeit von

# 1 / (3pi) # füße / min.