Номер 377, страница 199 - гдз по алгебре 10-11 класс учебник Колмогоров, Абрамов

Авторы: Колмогоров А. Н., Абрамов А. М., Дудницын Ю. П.
Тип: Учебник
Издательство: Просвещение
Год издания: 2008 - 2025
Цвет обложки: зелёный, чёрный
ISBN: 978-5-09-019513-3
Рекомендовано Министерством образования и науки Российской Федерации
Алгебра и начала математического анализа
Популярные ГДЗ в 10 классе
Параграф 8. Интеграл. Глава 3. Первообразная и интеграл - номер 377, страница 199.
№377 (с. 199)
Условие. №377 (с. 199)
скриншот условия

377.— Вода, подаваемая с плоскости основания в цилиндрический бак через отверстие в дне, заполняет весь бак. Определите затраченную при этом работу. Высота бака равна $h$, радиус основания равен $r$.
Решение 1. №377 (с. 199)

Решение 3. №377 (с. 199)

Решение 5. №377 (с. 199)
Для определения работы, затраченной на заполнение цилиндрического бака водой, необходимо вычислить работу, совершаемую против силы тяжести при подъеме воды. Поскольку разные слои воды поднимаются на разную высоту, мы будем использовать метод интегрирования.
Введем систему координат, направив ось $y$ вертикально вверх от дна бака. Дно бака находится на уровне $y=0$.
Рассмотрим тонкий горизонтальный слой воды на высоте $y$ от дна. Пусть его толщина будет бесконечно малой величиной $dy$.
Площадь основания цилиндра, а следовательно, и площадь этого слоя, равна $S = \pi r^2$.
Объем этого элементарного слоя воды равен $dV = S \cdot dy = \pi r^2 dy$.
Пусть $\rho$ — плотность воды. Тогда масса этого слоя равна $dm = \rho \cdot dV = \rho \pi r^2 dy$.
Сила тяжести, действующая на этот слой, равна $dF = dm \cdot g = \rho g \pi r^2 dy$, где $g$ — ускорение свободного падения.
Вода подается с плоскости основания (с уровня $y=0$). Чтобы поднять этот элементарный слой на высоту $y$, необходимо совершить работу $dW$, равную произведению силы на перемещение:
$dW = dF \cdot y = (\rho g \pi r^2 dy) \cdot y = \rho g \pi r^2 y \, dy$
Полная работа $A$ по заполнению всего бака от дна ($y=0$) до верха ($y=h$) находится путем интегрирования элементарной работы $dW$ по всей высоте бака:
$A = \int_{0}^{h} dW = \int_{0}^{h} \rho g \pi r^2 y \, dy$
Поскольку величины $\rho$, $g$, $\pi$ и $r$ являются постоянными, их можно вынести за знак интеграла:
$A = \rho g \pi r^2 \int_{0}^{h} y \, dy$
Вычислим определенный интеграл:
$A = \rho g \pi r^2 \left[ \frac{y^2}{2} \right]_{0}^{h} = \rho g \pi r^2 \left( \frac{h^2}{2} - \frac{0^2}{2} \right) = \frac{\rho g \pi r^2 h^2}{2}$
Таким образом, работа, затраченная на заполнение бака, зависит от плотности воды, ускорения свободного падения, а также квадратов радиуса основания и высоты бака.
Ответ: $A = \frac{\rho g \pi r^2 h^2}{2}$, где $\rho$ — плотность воды, а $g$ — ускорение свободного падения.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по алгебре за 10-11 класс, для упражнения номер 377 расположенного на странице 199 к учебнику 2008 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по алгебре к упражнению №377 (с. 199), авторов: Колмогоров (Андрей Николаевич), Абрамов (Александр Михайлович), Дудницын (Юрий Павлович), учебного пособия издательства Просвещение.