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Vertiefung - Abschätzungen

Zur Orientierung

Wir betrachten weiterhin ein Zufluss-Abfluss-System, bei dem sich der Zu- und Abfluss regeln lässt. Für die folgenden Überlegungen ist es sinnvoll, wenn du dir unter dem Zufluss-Abfluss-System einen Wasserbehälter vorstellst, in den Wasser rein- und wieder rausfließen kann.

Zufluss-Abfluss-System

Im Folgenden geht es darum, aus der Zuflussrate die Füllmenge zu berechnen.

Gegeben ist die Zuflussrate z(t), die die Entwicklung des momentanen Zu- und Abflusses zum Wasserbehälter (in der Einheit Liter pro Minute) beschreibt.

Gesucht ist die gesamte Füllmenge V(t) des Wasserbehälters (in der Einheit Minuten). Wir gehen davon aus, dass der Behälter zum Zeitpunkt t=0 leer ist.

Zum Herunterladen: zasystem5.ggb

Beachte: Die Zuflussrate z(t) wird jetzt mit einem Graph beschrieben, der nicht linear verläuft.

Aufgabe 1 (★★★)

(a) Bestimme für die Zeitpunkte t=1,...,10 Näherungswerte für die jeweilige Füllmenge V(t) und markiere sie im oberen Koordinatensystem jeweils mit einem Punkt, indem du diese verschiebst.

💡 Tipp

Nutze die Hilfslinien im unteren Graph.

Zum Herunterladen: zasystem5Tipp.ggb

(b) Wenn du alle Füllmengen bestimmt und die Punkte passend gesetzt hast, dann überprüfe zur Kontrolle deine Ergebnisse.

Zur Kontrolle

Zum Herunterladen: zasystem5Kontrolle.ggb

Aufgabe 2

🖊️ Wie bist du im obigen System von Aufgabe 1 zur Abschätzung der Füllmenge V vorgegangen? Beschreibe deine Strategie.

Aufgabe 3 (Vertiefung)

Nenne Vorschläge, welche noch bessere Näherungswerte für die Füllmenge V liefern.

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