Matematik

Differentialligning med saltvand

02. marts 2014 af idaagertoft (Slettet) - Niveau: A-niveau

Hej alle :)

Jeg sidder med en opgave omhandlende differentialligninger og jeg er gået lidt i stå, og håber på hjælp. Opgaven lyder:

I tre, tusind liters beholdere er der i hver 500 liter vand, hvori der er opløst 25 kg salt. Beholder B:

Vandet der løber ind i beholderen indeholder 0,02 kg salt pr. liter. Dets indløbshastighed er 2 liter pr. minut. Vandet løber også ud med en hastighed på 2 liter pr. minut.

2.6) Opstil en differentialligning, der opfyldes af en funktion y, hvor y er saltindholdet som funktion af tiden t.

Håber der er nogle der kan hjælpe mig på denne triste søndag :)


Brugbart svar (2)

Svar #1
02. marts 2014 af GalVidenskabsmand (Slettet)

Der er en volumenstrøm på 2 L/min ind og ud af beholderen. Saltkoncentrationen ved indløb er 0,02 kg/L og ved udløb er den y(t). Så tilvæksten i saltmængde i beholderen per minut er: 2 L/min *( 0,02 kg/L - y(t)). Tilvæksten i saltkoncentrationen i beholderen per minut er så:

y '(t) = 2*(0,02 - y(t)) / 500

og du har en begyndelsesbetingelse der siger:

y(0) = 25 kg salt / 500 L = 0,05


Svar #2
02. marts 2014 af idaagertoft (Slettet)

Det giver god mening, mange tak :)
- kan der laves andre differentialligninger? Eller kan man kun opstille en, med de kritererier der er? :)


Brugbart svar (1)

Svar #3
02. marts 2014 af GalVidenskabsmand (Slettet)

2*(0,02 - y/t)) angiver tilvæksten i saltmængden. Altså hvor mange kg salt der bliver mere af per minut. Som jeg læser opgaven skal y betegne saltkoncentrationen. Jeg dividerer derfor med de 500 L vand, som er i beholderen. y har altså enheden (kg salt)/L og y ' har enheden ((kg salt)/L)/minut


Svar #4
02. marts 2014 af idaagertoft (Slettet)

Okay, mange tak! :)


Svar #5
02. marts 2014 af idaagertoft (Slettet)

Vil det sige at hvis jeg ikke dividere med de 500, bliver enheden for y kun kg? :)


Brugbart svar (1)

Svar #6
02. marts 2014 af GalVidenskabsmand (Slettet)

Hvis du vil lade y betegne saltmængden (og ikke koncentrationen), så bliver ligningen

y '(t) = 2*(0,02 - y/500)

hvor y så har enheden kg, og y' har enheden kg/min

Og din begyndelsesbetingelse bliver så

y(0) = 25


Svar #7
02. marts 2014 af idaagertoft (Slettet)

Okay, tak :)


Brugbart svar (0)

Svar #8
02. marts 2014 af GalVidenskabsmand (Slettet)

I opgaven står der, at "y er saltindholdet". Jeg ved ikke, om de hermed mener saltkoncentrationen eller saltmængden (antal kg).


Brugbart svar (0)

Svar #9
02. marts 2014 af SuneChr

Tilføjelse, udover de supergode svar, der er givet:
# 7 :
Det vil være en god idé, at udfærdige en compartment-model for differentialligninger. Hvis du ikke er bekendt med den eller disse, slå den op og læs om dem. Det vil gavne arbejdet i (næsten) enhver lignende situation.


Skriv et svar til: Differentialligning med saltvand

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.