Wie berechnet man die Zuflussstärke?

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a)

Z(1) = 3/2 * 1^2 = 1,5 (100 l/min) = 150 l/min
Z(2) = 3/2 * 2^2 = 6 (100 l/min) = 600 l/min

Die dritte Minute fängt an, wenn die ersten zwei Minuten abgelaufen sind. Also läuft das Wasser für t > 2 mit Z = 600 l in den Tank.

b)

Bild zum Beitrag

c)

Die Menge V (Volumen) des eingefüllten Wassers entspricht der Fläche unter dem Graphen. Dazu muss man integrieren:

V = ∫3/2 t^2 dt = 1/2 t^3 + C

V(2 min) = V(2) - V(0) = 1/2 * 2^3 - 0 = 4 (100 l/min) = 400 l

d)

Version 1: Was interessieren mich als Feuerwehrmann irgendwelche Bemerkungen von Passanten? Die Bemerkung wird einfach ignoriert.

Version 2:

Nach 2 Minuten sind 400 l im Tank, also müssen noch 9600 eingefüllt werden, bis er voll ist. Bei 600 l/min benötigt man dazu die Zeit t:
V = Z * t
t = V / Z = 9600 l / 600 l7min = 16 min

Ergebnis: Version 1 wäre doch die bessere gewesen, da die Bemerkung Humbug ist. Nach insgesamt 18 Minuten ist der Tank voll.

 - (Funktionsgleichung, Integralrechnung)

Die Funktion Z gibt die Zuflussstärke an in Abhängigkeit von t (das gleiche wie nirmaler weise x), was nichts anderes ist als die Zeit in Minuten. Nun musst du die Minuten 1 und 2 für t einsetzen und schauen welcher Wert daraus kommt. Das ist dann die Zuflussstärke.