Uppgift 1.4:63. Halvsfärisk tank. 

Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi( 

Vätskeytans area vid vätskedjupet Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi( blir 

Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi( 

proc (y) options operator, arrow; `*`(Pi, `*`(`+`(`*`(`^`(R, 2)), `-`(`*`(`^`(`+`(R, `-`(y)), 2)))))) end proc (3.1)
 

Vilket leder till en separabel differentialekvation (jmf. ekv. 24 sid. 40 i läroboken) 

Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi( 

`*`(Pi, `*`(`+`(`*`(`^`(R, 2)), `-`(`*`(`^`(`+`(R, `-`(y(t))), 2)))), `*`(diff(y(t), t)))) = `+`(`-`(`*`(a, `*`(Pi, `*`(`^`(r, 2), `*`(`^`(2, `/`(1, 2)), `*`(`^`(`*`(g, `*`(y(t))), `/`(1, 2))))))))) (3.2)
 

Lösningen blir enklast i implicit form 

Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi( 

`+`(t, `/`(`*`(`+`(`*`(`/`(2, 3), `*`(R)), `-`(`*`(`/`(1, 5), `*`(y(t))))), `*`(`^`(y(t), 2), `*`(`^`(2, `/`(1, 2))))), `*`(a, `*`(`^`(`*`(g, `*`(y(t))), `/`(1, 2)), `*`(`^`(r, 2))))), _C1) = 0 (3.3)
 

Vi byter till variabler som är enklare att skriva 

Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi( 

`+`(t, `/`(`*`(`+`(`*`(`/`(2, 3), `*`(R)), `-`(`*`(`/`(1, 5), `*`(y)))), `*`(`^`(y, 2), `*`(`^`(2, `/`(1, 2))))), `*`(a, `*`(`^`(`*`(g, `*`(y)), `/`(1, 2)), `*`(`^`(r, 2))))), K) = 0 (3.4)
 

(Det är bäst att börja med b-uppgiften eftersom vi behöver värdena pÃ¥ Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi( och Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi(.) 

Deluppgift (b) 

Vätskedjupet är Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi( dÃ¥ Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi( och Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi( efter Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi( min vilket ger värdena 

Typesetting:-mrow(Typesetting:-msub(Typesetting:-mi( 

{R = 4, g = 32, y = 4, t = 0, a = .6} (3.5)
 

Typesetting:-mrow(Typesetting:-msub(Typesetting:-mi( 

{y = 2, t = 1800, R = 4, g = 32, a = .6} (3.6)
 

som insatta i Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi( ger ekvationssystemet  

Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi( 

{`+`(1800, `/`(`*`(.2361111111, `*`(`^`(64, `/`(1, 2)), `*`(`^`(2, `/`(1, 2))))), `*`(`^`(r, 2))), K) = 0, `+`(`/`(`*`(.3888888890, `*`(`^`(128, `/`(1, 2)), `*`(`^`(2, `/`(1, 2))))), `*`(`^`(r, 2))), ... (3.7)
 

ur vilket storheterna Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi( och Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi( kan beräknas 

Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi( 

{r = 0.4441552494e-1, K = -3154.103346}, {K = -3154.103346, r = -0.4441552494e-1} (3.8)
 

Det är naturligtvis endast lösningar med Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi(", mathvariant = "normal", fence = "false", separator = "false", stretchy = "false", symmetric = "fal..." align="center" border="0"> som är av intresse 

Typesetting:-mrow(Typesetting:-msub(Typesetting:-mi( 

{r = 0.4441552494e-1, K = -3154.103346} (3.9)
 

Typesetting:-mrow(Typesetting:-msub(Typesetting:-mi( 

r = 0.4441552494e-1 (3.10)
 

Deluppgift (a) 

Försöker vi substituera Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi( i Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi( fÃ¥r vi problem. 

Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi( 

Error, numeric exception: division by zero
 

Man kan istället göra sÃ¥ här 

Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi( 

`+`(t, K) = 0 (3.11)
 

Med numeriska värden insatta bestäms tömningstiden av 

Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi( 

`+`(t, `-`(3154.103346)) = 0 (3.12)
 

som i minuter blir 

Typesetting:-mrow(Typesetting:-mfrac(Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi( 

52.56838910 (3.13)
 

Typesetting:-mrow(Typesetting:-mi( 

52.6 (3.14)