Se il raggio di una sfera aumenta ad una velocità di 4 cm al secondo, quanto è alto il volume quando il diametro è di 80 cm?

Se il raggio di una sfera aumenta ad una velocità di 4 cm al secondo, quanto è alto il volume quando il diametro è di 80 cm?
Anonim

Risposta:

12,800cm3s

Spiegazione:

Questo è un classico problema di tariffe correlate. L'idea alla base di Tassi Correlati è che hai un modello geometrico che non cambia, anche se i numeri cambiano.

Ad esempio, questa forma rimarrà una sfera anche se cambia dimensione. La relazione tra il volume di un luogo e il suo raggio è

# V = 4 / 3pir ^ 3 #

Finché questo relazione geometrica non cambia mentre cresce la sfera, quindi possiamo derivare implicitamente questa relazione e trovare una nuova relazione tra i tassi di cambiamento.

La differenziazione implicita è dove deriviamo ogni variabile nella formula, e in questo caso, deriviamo la formula rispetto al tempo.

Quindi prendiamo il derivato della nostra sfera:

# V = 4 / 3pir ^ 3 #

# (DV) / (dt) = 4 / 3pi (3r ^ 2) (dr) / dt #

# (DV) / (dt) = 4pir ^ 2 (dr) / dt #

In realtà ci è stato dato # (Dr) / (dt) #. Suo # 4 (cm) / s #.

Siamo interessati al momento in cui il diametro è 80 cm, che è quando il raggio sarà 40 cm.

Il tasso di aumento del volume è # (DV) / (dt) #, che è quello che stiamo cercando, quindi:

# (DV) / (dt) = 4pir ^ 2 (dr) / dt #

# (DV) / (dt) = 4Pi (40cm) ^ 2 (4 (cm) / s) #

# (DV) / (dt) = 4Pi (1.600 centimetri ^ 2) (4 (cm) / s) #

# (DV) / (dt) = 4Pi (1.600 centimetri ^ 2) (4 (cm) / s) #

# (DV) / (dt) = 12.800 (cm ^ 3) / s #

E le unità funzionano anche correttamente, dal momento che dovremmo ottenere un volume diviso per il tempo.

Spero che questo ti aiuti.