Aplicacions en altres camps del coneixement

Aplicació en el medi ambient


S'anomena "cabal" a la velocitat que porta l'aigua d'un riu. En general, el cabal va en funció dels mesos de l'any. A l'hivern els rius porten més aigua que a l'estiu.

La quantitat d'aigua que passa per un riu durant un període de temps és igual a l'àrea compresa entre la corba , l'eix X i l'interval de temps corresponent.

En aquest exemple imaginem que el cabal de riu segueix aquesta funció:

f parèntesi esquerre t parèntesi dret espai igual espai 3 espai més espai 2 espai per espai cos espai obre parèntesis fracció t entre 2 tanca parèntesis  

on :

f parèntesi esquerre t parèntesi dret espai ve donat en milers de hectolitres per segon i

t ve donat en mesos

Quina quantitat d'aigua passa pel riu durant 1 any?


Resposta:


La gràfica de la funció f(t) és aquesta:




Trobar el cabal del riu al llarg de tot l'any, significa calcular l'àrea sota aquesta corba. Per tant cal integrar la funció donada.

Cabal anual = integral subíndex 0 superíndex 12 f parèntesi esquerre t parèntesi dret per d t espai igual espai integral subíndex 0 superíndex 12 obre parèntesis 3 espai més espai 2 espai per espai cos espai obre parèntesis fracció t entre 2 tanca parèntesis tanca parèntesis espai per d t espai


a) Primer cal calcular la integral indefinida (sense tenir en compte els límits d'integració)

b) Després substituir la funció obtinguda en els límits d'integració

c) Restar els valors i veure si té sentit el resultat.


a)

integral f parèntesi esquerre t parèntesi dret per d t espai igual espai integral obre parèntesis 3 espai més espai 2 espai per espai cos espai obre parèntesis fracció t entre 2 tanca parèntesis tanca parèntesis espai per d t espai espai igual integral 3 per espai d t espai més integral 2 per espai espai c o s espai obre parèntesis fracció t entre 2 tanca parèntesis d t espai igual 3 t espai més espai 2 espai integral espai c o s espai obre parèntesis fracció t entre 2 tanca parèntesis d t igual
igual 3 t espai més 2 per 2 per integral espai 1 mig c o s espai obre parèntesis fracció t entre 2 tanca parèntesis d t espai igual espai 3 t espai més espai 4 espai per sin espai obre parèntesis fracció t entre 2 tanca parèntesis

b)

integral subíndex 0 superíndex 12 f parèntesi esquerre t parèntesi dret per d t espai igual espai integral subíndex 0 superíndex 12 obre parèntesis 3 espai més espai 2 espai per espai cos espai obre parèntesis fracció t entre 2 tanca parèntesis tanca parèntesis espai per d t espai espai igual obre claudàtors espai 3 t espai més espai 4 espai per s i n espai obre parèntesis fracció t entre 2 tanca parèntesis tanca claudàtors subíndex 0 superíndex 12


c) Restem F(12)-F(0)

integral subíndex 0 superíndex 12 f parèntesi esquerre t parèntesi dret per d t espai igual espai integral subíndex 0 superíndex 12 obre parèntesis 3 espai més espai 2 espai per espai cos espai obre parèntesis fracció t entre 2 tanca parèntesis tanca parèntesis espai per d t espai igual obre claudàtors 3 per 12 espai més espai 4 per espai sin espai fracció 12 entre 2 tanca claudàtors menys obre claudàtors 3 per 0 espai més espai 4 per espai s i n espai fracció 0 entre 2 tanca claudàtors igual
igual 36 més 4 per sin parèntesi esquerre 6 parèntesi dret menys 0 menys 4 per sin parèntesi esquerre 0 parèntesi dret espai igual 36 espai més parèntesi esquerre menys 1.117 parèntesi dret igual 34.88 espai m i l e r s espai d e espai h l dividit per s

u s a n t espai l a espai c a l c u l a d o r a coma espai i espai r e c o r d a n t espai q u e espai e l s espai a n g l e s espai e s tan espai e n espai " r a d " espai i espai n o espai e n espai g r a u s


Per tal de tenir una idea de la quantitat d'aigua 34.88 milers de hl per segon = 34880 hl/s = 3 488 000 l/s  (litres per cada segon, durant 1 any)  Guau !