Sulla superficie di un grande serbatoio d’acqua di sezione 7 m2
, viene praticato
un foro di sezione 2.1 cm2
, ad un’altezza di 2.4 metri rispetto al livello dell’acqua.
Calcolare la velocit`a con cui si abbassa la superficie del serbatoio.
Sulla superficie di un grande serbatoio d’acqua di sezione 7 m2
, viene praticato
un foro di sezione 2.1 cm2
, ad un’altezza di 2.4 metri rispetto al livello dell’acqua.
Calcolare la velocit`a con cui si abbassa la superficie del serbatoio.
In assenza di una traduzione in italiano corrente di questo testo evidentemente scritto in turcomanno da un autore ubriaco di lingua madre "antico alto lituano" è giuocoforza fare ad arrangiarsi.
Il sintagma "superficie del serbatoio" nella prima occorrenza dovrebbe significare "parete del serbatoio" e nella seconda "pelo libero dell'acqua" (non del serbatoio!): sarà così? Boh!
"rispetto al livello" ("dell'acqua") dovrebbe significare "rispetto al pelo libero": sarà così? Boh!
"ad un'altezza di" ("rispetto al livello dell'acqua") dovrebbe significare "alla profondità di": sarà così? Boh!
------------------------------
Se le tre suddette interpretazioni riflettono l'intenzione del devoto a Bacco allora la soluzione sta nella conservazione della massa e nell'incomprimibilità dell'acqua, cioè nella costanza della portata.
---------------
Coi seguenti simboli e coi valori dati
* v < V: velocità
* s < S: sezioni
* t = tempo del cronometro di sistema
* h(t) = altezza del pelo libero sul centro del foro
* H = h(0) = 2.4 = 12/5 m = altezza all'istante di apertura del foro
* s = 2.1 cm^2 = sezione del foro
* S = 7 m^2 = sezione del serbatoio
* g = 9.80665 = 196133/20000 m/s^2 = accelerazione di gravità
si scrive
* q = s*V = S*v ≡ v = (s/S)*V = (21/700000)*V ≡ v = (3/100000)*V ≡
≡ dh/dt = (3/100000)*√(2*g*h) ≡
≡ dh/dt = (3*√196133/10000000)*√h ≡
≡ dh/dt = k*√h
dove
* k = 3*√196133/10000000 ~= 0.00013286 ~= 1/10000
---------------
Dall'integrale generale
* dh/dt = k*√h ≡ h(t) = ((k*t + c)/2)^2
con la condizione iniziale
* H = h(0) = ((k*0 + c)/2)^2 = 12/5 ≡ c = 4*√(3/5) ~= 3.0984
si ha
* h(t) = ((k*t + c)/2)^2 ≡
≡ h(t) = (((3*√196133/10000000)*t + 4*√(3/5))/2)^2
* v(t) = (3/(2*10^14))*(588399*t + 8000000*√2941995)
da cui si può concludere che "la velocit`a con cui si abbassa la superficie del serbatoio" è circa
* v(t) ~= (8.825985*t + 205826.9)/10^9