Salzgehalt anfangswertproblem bestimmen?


07.12.2023, 15:29

ein bild der aufgabe

1 Antwort

Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

w(t) = 2000 -15/60*t Wassergehalt im Becken

c(t) = y(t)/w(t) Salzkonzentration im Becken

y0 = y(0) = 50 Anfangssalzgehalt

y(t) = y0 + 45/60*0,5*t - Integral c(t) dt * 1l/s

Durch einmaliges differenzieren erhalten wir die lineare gewöhnliche DGL erster Ordnung:

y‘+y/(2000-0,25t)-0,375 = 0.

Ich fand die Aufgabe übrigens gar nicht so einfach und hätte die zur Schulzeit wahrscheinlich nicht hinbekommen.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Maschinenbaustudent, RWTH Aachen

robin8000 
Fragesteller
 07.12.2023, 15:30

Danke erstmal für deine hilfe.

naja bin ja student im maschinenbau also nichts mit schulzeit :D habe mal ein Bild der aufgabe angehangen. DIe lösung hatte ich schonmal raus aber irgendwie ist dies falsch.

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Maxi170703  07.12.2023, 15:31
@robin8000

Okay, dann passt der Schwierigkeitsgrad der Aufgabe schon eher :D Normalerweise posten hier viele einfach ihre Hausaufgaben aus der Schule rein. Bei dem was du da eingegeben hast fehlt ein y! Überhaupt ist das nicht das was ich geschrieben habe, da ist auch ein t zu viel und die Vorzeichen stimmen nicht.

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robin8000 
Fragesteller
 07.12.2023, 15:33
@Maxi170703

ja das stimmt. Ne bin aktuell mit Ingenieursmathematik 2 dran und hab bereits alle aufgaben erledigt. Nur diese eine versteh ich irgendwie nicht.

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Maxi170703  07.12.2023, 15:35
@robin8000

Der Ansatz hier ist entweder die Salzmasse im Behälter zu bilanzieren und dann abzuleiten (so wie oben in meiner Antwort) oder direkt die Änderungsrate der Salzmasse im Behälter über die Salz Zu- und Abströme zu bilanzieren. Beides führt zur gleichen DGL.

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robin8000 
Fragesteller
 07.12.2023, 15:43
@Maxi170703

das programm meint dennoch das die antwort falsch sei. naja vielleicht hat das programm auch einen fehler :D

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robin8000 
Fragesteller
 07.12.2023, 15:44
@Maxi170703

15/60-1/60*((y)/(2000-15/60t)) oder hab ich da jetzt nen kompletten denkfehler drin ?

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Maxi170703  07.12.2023, 15:46
@robin8000

Also das ist nicht die Gleichung die ich geschrieben habe, die ist y‘+y/(2000-0,25t)-0,375 = 0.

Also y' = 3/8-y/(2000-t/4) = 3/8+y/(t/4-2000)

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robin8000 
Fragesteller
 07.12.2023, 15:47
@Maxi170703

mhm okay 3/8-y/(2000-t/4) scheint aber auch nicht zu stimmen

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Maxi170703  07.12.2023, 15:50
@robin8000

Ich denke, dass das stimmt. Kannst du dir die Lösung anzeigen lassen?

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robin8000 
Fragesteller
 07.12.2023, 15:51
@Maxi170703

nein leider nicht.es wird mir nur angezeigt das die Differenzialgleichung falsch sei.

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robin8000 
Fragesteller
 07.12.2023, 16:25
@Maxi170703

ich habe nur die lösung einer ähnlichen aufgabe. dort strömen 5 liter ein uns aus. Und das becken hyt ein fassungsvermögen von 200 litern uns ist mit 5kg salz versehen. Dort ist die Lösung S(t)=2000+3000*e^-0,025t

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