Ecuaciones diferenciales y tasas relacionadas: Problema del globo
Problema : Un globo esférico se está inflando con un gas que sigue el comportamiento de los gases ideales Si el globo se infla a razón de
, ¿ con qué velocidad cambia el radio cuando el globo tiene 2 litros de gas?. ¿Cómo podemos saber cuál es la longitud de radio en cualquier instante?
Como el volumen de una esfera de radio r es
…… (1)
luego
Pero como
V se incrementa a razón constante de
es decir
y asumiendo que
entonces tenemos la siguiente ecuación diferenciales con condición inicial.
Ahora podemos resolver esta ecuación tal como se hizo en la sesión plenaria
, entonces despejamos en la ecuación (1) y obtenemos r en términos de t.
Así,
tal como es mostrada en la animación.