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Aufgabe - Erste Anwendungen des Integrals:

Ein leeres Becken hat einen Zufluss und einen Abfluss. Zunächst wird der Zufluss 15 min geöffnet. Die Zuflussgeschwindigkeit beträgt \( 300 \frac{l}{\min } \). Dann wird 20 min lang der Zufluss geschlossen und der Abfluss geöffnet. Die Abflussgeschwindigkeit beträgt \( 100 \frac{l}{min } \).

a) Zeichne den Graphen der Funktion: Zeitdauer → Zuflussgeschwindigkeit. Deute die Abflussgeschwindigkeit als negative Zuflussgeschwindigkeit.

b) Wie viel Liter befinden sich nach 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 min im Becken? Deute die Ergebnisse als Flächeninhalt bzw. als Summe orientierter Flächeninhalte. Zeichne auch den Graphen der Funktion: Zeitdauer → Volumen im Becken.

c) \( f \) sei die Funktion: Zeitdauer (in min) → Zuflussgeschwindigkeit (in \( \frac{l}{min} \)). Berechne \( \int \limits_{0}^{35} \mathrm{f} \). Welcher Zusammenhang besteht mit den Ergebnissen von Teilaufgabe b)?

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b)  nach 5min sind 5*300l = 1500l hineingeflossen.
da es anfangs leer war, sind jetzt 500l drin.
nach 15 min also  15*300=4500

nach 20min: Das ist etwas komplizierter:
nach 15min waren ja 4500 l drin.
Danach fließen pro Min 100l ab
macht 4500 - 500 = 4000 l
Die sind nach 20 min (noch) drin.

Das Integral über die Zuflussgeschwindigkeit liefert die
vorhandene Menge. Also Integral von 0 bis 35
löst die Frage: was ist nach 35 min (noch) drin
4500 - 20*100  = 2500
Das ist der Wert des Integrals
Avatar von 289 k 🚀

Ich ergänze die Antwort mal um eine Skizze

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