3 svar
2206 visningar
losc54 behöver inte mer hjälp
losc54 2 – Fd. Medlem
Postad: 21 maj 2017 17:56

Konisk behållare - redovisningsuppgift

Uppgiften lyder:

En upp- och nedvänd kon med höjden 60 cm och radien 12 cm är delvis fylld med vatten. Vattnet läcker ut genom konen med en hastighet som är proportionell mot den area som är i kontakt med vattnet. Man fyller på vatten i konen uppifrån. Om påfyllnadshastigheten är 100 cm3/min kommer vattenytan att sjunka med hastigheten 0,6 cm/min då vattenhöjden i konen är 24 cm. Hur stor ska påfyllnadshastigheten vara om man vill att vattenytan ska hålla sig konstant på en viss nivå? 

Jag räknar ut utflödet då vattenytan sjunker med hastigheten 0,6 cm/min och vattenhöjden i konen är 24 cm. Observera att detta borde ge ett nettoutflöde, alltså inte det totala utflödet, eftersom att vi räknar med en vattenhöjdsförändring då vi även har ett inflöde att ta hänsyn till. Följande samband används: 

dVdt = dVdh × dhdt  (1)

V = πr2h3 , r = h5 (se första meningen)

V(h) = π(h/5)2h3 = πh375

dVdh = πh225

dhdt = -0,6 cm/min , h = 24 cm ger insatt i (1):

dVdt = 242π25 × -0,6  -43,429 cm3/min

Om vattnets inflöde är 100 cm3/min och vattnets nettoutflöde är 43,429 cm3/min, borde det totala utflödet således vara 100 + 43,429 cm3/min = 143,429 cm3/min. För att vattenytan ska hålla sig kontant måste inflödet vara lika med utflödet, vilket ger oss följande svar: allmänt gäller att det krävs en påfyllnadshastighet på -πh225 × dhdt + (det ursprungliga inflödet som hämmar vattenhöjdsminskningen lite grann), till exempel vid vattenhöjden 24 cm krävs en påfyllnadshastighet på ca 143 cm3/min.  

Det som gör mig fundersam är att man enligt min lösning inte behöver ta hänsyn till att "vattnet läcker ut genom konen med en hastighet som är proportionell mot den area som är i kontakt med vattnet". Därför behöver jag er input: verkar min lösning vettig eller har jag missat något? 

Tack på förhand! 

Henrik Eriksson 1405 – Fd. Medlem
Postad: 21 maj 2017 20:26

Ser bra ut. Den onödiga uppgiften kommer inte till användning. Kan det vara så att det finns en fortsättning på uppgiften där den behövs?

losc54 2 – Fd. Medlem
Postad: 21 maj 2017 21:36
Henrik Eriksson skrev :

Ser bra ut. Den onödiga uppgiften kommer inte till användning. Kan det vara så att det finns en fortsättning på uppgiften där den behövs?

Nej, det finns ingen fortsättning på uppgiften. 

Augz 1 – Fd. Medlem
Postad: 19 apr 2018 09:37 Redigerad: 19 apr 2018 09:47

Kan det vara att man måste ta hänsyn till trycket vid en viss höjd på vattenytan? Eller tar den inte hänsyn till arean då din uträkning är beroende av radien?

Svara
Close