Enunciado
Cálculo - Dennis G. Zill - Equações Diferenciais - Vol 1- Ed: 3º - Capítulo 3.2 - Ex. 21
Um tanque contém 200 litros de fluido no qual são dissolvidos de sal. Uma solução salina contendo de sal por litro é então bombeada para dentro do tanque a uma taxa de 4 litros por minuto; a mistura é drenada à mesma taxa. Encontre a quantidade de gramas de sal no tanque em qualquer instante.
Passo 1
E aí, vamos lá?
Lá na equação 11 do seu livro, ele fala que em problemas do tipo, temos:
A taxa de entrada do sal é:
E a taxa de saída é:
Então, a equação vai ser
E como são dissolvidos de sal, temos como condição inicial
Temos aqui uma equação diferencial linear, porque ela pode ser escrita no formato , olha:
Vimos que a solução de uma equação diferencial linear é dada por:
Onde
Na nossa equação , temos e então:
Substituindo o que temos na equação :
Agora vamos aplicar a condição inicial, beleza?
Passo 2
Temos
Aplicando a condição inicial de que :
Então, a quantidade pode ser escrita assim:
Mais rápido do que parecia né? :P