Si el radi d’una esfera augmenta a una velocitat de 4 cm per segon, quina velocitat augmenta quan el diàmetre és de 80 cm?

Si el radi d’una esfera augmenta a una velocitat de 4 cm per segon, quina velocitat augmenta quan el diàmetre és de 80 cm?
Anonim

Resposta:

12.800 cm3

Explicació:

Aquest és un problema clàssic de tarifes relacionades. La idea darrere de Tarifes relacionades és que teniu un model geomètric que no canvia, tot i que els números canvien.

Per exemple, aquesta forma seguirà sent una esfera fins i tot quan canvia de mida. La relació entre el volum d’un lloc i el seu radi és

# V = 4 / 3pir ^ 3 #

Mentre això sigui relació geomètrica no canvia a mesura que creix l’esfera, llavors podem derivar aquesta relació implícitament i trobar una nova relació entre les taxes de canvi.

La diferenciació implícita és on obtenim totes les variables de la fórmula i, en aquest cas, derivem la fórmula respecte al temps.

Així doncs, prenem la derivada de la nostra esfera:

# V = 4 / 3pir ^ 3 #

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

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

En realitat ens van donar # (dr) / (dt) #. És # 4 (cm) / s #.

Ens interessa el moment en què el diàmetre és de 80 cm, que és quan el radi serà de 40 cm.

La taxa d’increment del volum és # (dV) / (dt) #, que és el que estem buscant, així:

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

# (dV) / (dt) = 4pi (40cm) ^ 2 (4 (cm) / s) #

# (dV) / (dt) = 4pi (1600cm ^ 2) (4 (cm) / s)

# (dV) / (dt) = 4pi (1600cm ^ 2) (4 (cm) / s)

# (dV) / (dt) = 12,800 (cm ^ 3) / s #

I les unitats fins i tot funcionen correctament, ja que hauríem d’obtenir un volum dividit per temps.

Espero que això ajudi.