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Tengo un problema de razon de cambio que no entiendo?

dice: Suponiendo que una burbuja de jabón mantiene su forma esférica conforme se expande ¿Qué tan rápido aumentará el radio cuando éste es de 4cm, si se sopla aire a la burbuja a una razón de 3cm^3 (cubicos) por segundo?

3 Answers

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  • 1 decade ago
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    Sea:

    Vo = Volumen inicial de la burbuja

    Ro = Radio inicial de la burbuja (4 cm)

    Vo = (4¶/3)*Ro^3

    V = Volumen de la burbuja en cualquier tiempo "t"

    R = El radio de la burbuja en cualquier tiempo "t"

    V = (4¶/3)*R^3

    Q = Flujo de aire (3 cm^3/seg)

    El volumen de la burbuja en cualquier tiempo será la suma del volumen inicial "Vo" más lo que se incremente por el flujo de aire que se le inyecte:

    V = Vo + Q*t

    Pero andas buscando la variación del radio, entonces dejamos los volúmenes en función de los radios:

    (4¶/3)*R^3 = (4¶/3)*Ro^3 + Q*t

    Multiplicando por (3/4¶) tenemos

    R^3 = Ro^3 + (3Q/4¶)*t

    Sacando raíz cúbica:

    R = [Ro^3 + (3Q/4¶)*t]^(1/3)

    Derivando la ec anterior en función del tiempo tenemos

    dR/dt =(1/3)*[Ro^3 + (3Q/4¶)*t]^(-2/3)*(3Q/4¶)

    dR/dt = Q / {4¶*[Ro^3 + (3Q/4¶)*t]^(2/3)}

    para encontrar la variación del radio en función del tiempo lo obtenemos a partir de t = 0, y lo llamaremos "QR":

    QR = Q / {4¶*[Ro^3 ]^(2/3)}

    Que igual a:

    QR = Q / {4¶*[Ro^2]

    es decir:

    QR = 3 / 4¶(4)^2 [=] cm/seg

    QR = 0.149 cm/seg

    Saludos

  • 1 decade ago

    dV/dt=3cm^3

    r= 4 cm

    v=4/3Pir^3

    Hallar dr/dt

    Diferenciar V respecto a t.

    dV/dt= 4Pir^2 dr/dt

    Despejas dr/dt

    dr/dt= (1/(4Pir^2))dV/dt

    Evaluar

    dr/dt= (1/(4Pi(4)^2))3 ; esto es aprox. 0.0149 cm/s

  • Anonymous
    1 decade ago

    Es sencillo.

    El volumen de una esfera es igual a 4/3 * Pi * r^3.

    V=4/3Pi*r^3

    Derivemos respecto al tiempo

    dV/dt=4/3Pi*3r^2*dr/dt (recuerda que 4/3Pi es una constante).

    despeja a dr/dt, seria:

    dr/dt= (dV/dt)/(4/3Pi*3r^2)

    Ya tienes los datos

    r=4cm dV/dt=3cm^3/s

    Cometi un error antes, pero ya esta arreglado. Puse r^2, pero ya lo arregle, ya que V=4/3 * Pi* r^3

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