Sukkerløysing

Problemløysing med differentiallikning

Hans Georg Schaathun

September 2016

Sukker vert oppløyst i vatn med ein rate proporsjonal med attverande mengd med uløyst sukker. Tenk deg at du har 50 kg uløyst sukker i vatn opprinneleg. Etter 5 timar er der 20 kg att.

Kor mykje lenger tid vil det ta før 90% av sukkeret er oppløyst?

$$y(t)$$

$$y(0) = 50$$

$$y'(t) = k\cdot y$$

$$y(5) = 20$$

$$y(0) = 50$$

$$y'(t) = k\cdot y$$

$$y(5) = 20$$

 

$$y(t) = C\cdot e^{kt}$$

$$y(0) = C\cdot e^{k0} = C = 50$$

$$y(t) = 50\cdot e^{kt}$$

$$y(5) = 50\cdot e^{k5} = 20$$

$$e^{k5} = \frac25$$

$$k\cdot5\cdot\ln e = \ln\frac25$$

$$k= \frac{\ln\frac25}{5} \approx - 0.183$$

Sukker vert oppløyst i vatn med ein rate proporsjonal med attverande mengd med uløyst sukker. Tenk deg at du har 50 kg uløyst sukker i vatn opprinneleg. Etter 5 timar er der 20 kg att.

Kor mykje lenger tid vil det ta før 90% av sukkeret er oppløyst?

$$y(t) = 50\cdot e^{kt}$$

$$k= \frac{\ln\frac25}{5} \approx - 0{,}183$$

$$y(5+x) = (1-0.9)\cdot 50 = 5$$

$$50\cdot e^{k(5+x)} = 5$$

$$e^{k(5+x)} = 0{,}1$$

$$k(5+x) = \ln 0{,}1$$

$$x = \frac{\ln 0{,}1}k - 5$$

$$x \approx 7{,}56$$