Darby
El diámetro de la superficie del líquido es función de la altura del líquido. Será
d = (20 cm) / (30 cm) * h = (2/3) h
Entonces, el volumen será
v = (1/3) * (π / 4) d ^ 2 * h
= π / 12 * (2 / 3h) ^ 2 * h
= π / 27 * h ^ 3
La derivada de esta expresión es
dv / dt = (π / 27) * (3h ^ 2) * dh / dt = π / 9 * h ^ 2 * dh / dt
Resolviendo para dh / dt, obtenemos
(dv / dt) * 9 / (π * h ^ 2) = dh / dt
Con sus números, tenemos
(0.2 cm ^ 3 / s) * 9 / (π * (12 cm) ^ 2) = dh / dt
(1.8 / (144π)) cm / s = dh / dt
dh / dt ≈ 0.00398 cm / s
Quizás la clave es darse cuenta de que el diámetro es función de la altura. No es constante. Entonces, el volumen es proporcional al cubo de altura. El cubo introduce un factor de 3 en la derivada.