题目
溶液自深18cm,顶直径12cm的正圆锥形漏斗中漏入一直径为10cm的圆柱形筒中,开始时漏斗中盛满了溶液。已知当溶液在漏斗中深为12cm时,其表面下降的速率为1cm/min。问此时圆柱形筒中溶液表面上升的速率为多少?
溶液自深$18cm$,顶直径$12cm$的正圆锥形漏斗中漏入一直径为$10cm$的圆柱形筒中,开始时漏斗中盛满了溶液。已知当溶液在漏斗中深为$12cm$时,其表面下降的速率为$1cm/min$。问此时圆柱形筒中溶液表面上升的速率为多少?
题目解答
答案
正圆锥形漏斗体积是:$v=frac{1}{3} pi r^2h$
按题意,水深与水面圆直径:
$r:h=frac{12}{2 }:18=1:3$得
所以$v=frac{1}{3} pi (frac{h}{3} )^2h=frac{pi}{27} h^3$
所以,
圆柱形筒体积是:$V =pi(frac{10}{2} )^2H=25pi H$
所以,
已知当溶液在漏斗中深为$12cm$时,其表面下降的速率为$1cm/min$,即:
,
$dH= frac{12^2}{9times 25} =frac{144}{225}=0.64cm/min$
此时圆柱形筒中溶液表面上升的速率为$0.64cm/min$