1P-Y EL Vår 2024

Ikke prøvd Prøvd Trenger hjelp Klart
1P-Y EL Vår 2024 – oversikt over oppgavene
Navn Nivå LF Status
Del 1 1 time uten hjelpemidler
1-1 Rekestørrelser og pris per kg ✔︎
1-2 Oda sitt budsjett og sparing ✔︎
1-3 Bremselengde med formel ✔︎
1-4 Bruk enhetssirkel til å finne sinus og cosinusverdier ✔︎
1-5 Lise velger iPhone-modell ✔︎
Del 2 3 timer med hjelpemidler
2-1 Effekttrekant og elmotor ✔︎
2-2 Stine hurtiglader elbil ✔︎
2-3 Chris lån og sparing for å ta førerkort ✔︎
2-4 Isak reiser Oslo til Stockholm ✔︎

Del 1 — uten hjelpemidler · 1 time

Oppgave 1-1 : Rekestørrelser og pris per kg

En butikk selger poser med 5 kilogram reker for 400 kroner per pose.

Hva er prisen per kilogram for rekene?

Poser med reker merkes ut fra hvor store rekene er.

Størrelse 50/70Størrelse 70/90Størrelse 90/120
Du får mellom 50 og 70 reker per kilogram.Du får mellom 70 og 90 reker per kilogram.Du får mellom 90 og 120 reker per kilogram.

I hvilken pose bør en reke som veier 20 gram, være? Husk å begrunne svaret ditt.

  1. størrelse 50/70
  2. størrelse 70/90
  3. størrelse 90/120
Fasit

80kr/kg80 \, \mathrm{kr/kg}

A – størrelse 50/70 (1000 g / 20 g = 50 reker per kg)

Løsningsforslag

Vi deler prisen på antall kilogram:

400kr5kg=80kr/kg\frac{400 \, \mathrm{kr}}{5 \, \mathrm{kg}} = 80 \, \mathrm{kr/kg}

Prisen per kilogram er 80kr/kg\underline{\underline{80 \, \mathrm{kr/kg}}}.

Vi finner hvor mange reker det er per kilogram når én reke veier 20 gram:

1000g20g=50 reker per kilogram\frac{1000 \, \mathrm{g}}{20 \, \mathrm{g}} = 50 \text{ reker per kilogram}

Størrelse 50/70 betyr at det er mellom 50 og 70 reker per kilogram. En reke på 20 gram gir nøyaktig 50 reker per kilo, som er i nedre grense for denne størrelseskategorien.

Reken bør være i pose A – størrelse 50/70.

Oppgave 1-2 : Oda sitt budsjett og sparing

Oda er elev i videregående skole. Hun ønsker seg bedre kontroll over egen økonomi og har laget et månedlig budsjett.

Inntekter:

PostBeløp
Butikkjobb4 500 kr
Lommepenger600 kr

Utgifter:

PostBeløp
Bensin til moped500 kr
Kjøp av klær1 200 kr
Kjøp av skolemat og drikke1 550 kr
Bruk av mobiltelefon350 kr
Diverse500 kr

Oda vil spare 10 500 kroner i løpet av 11 måneder.

Gjør beregninger og vurder om Oda klarer dette hvis hun følger budsjettet.

Fasit

Månedlig overskudd er 1000kr1000 \, \mathrm{kr}. Over 11 måneder sparer Oda 11000kr11\,000 \, \mathrm{kr}, som er mer enn 10500kr10\,500 \, \mathrm{kr}. Oda klarer sparemålet.

Løsningsforslag

Vi beregner månedlig overskudd:

Beløp
Inntekter4500+600=5100kr4500 + 600 = 5100 \, \mathrm{kr}
Utgifter500+1200+1550+350+500=4100kr500 + 1200 + 1550 + 350 + 500 = 4100 \, \mathrm{kr}
Overskudd per måned51004100=1000kr5100 - 4100 = 1000 \, \mathrm{kr}

Sparing over 11 måneder:

111000=11000kr11 \cdot 1000 = 11\,000 \, \mathrm{kr}

Oda klarer sparemålet sitt hvis hun følger budsjettet. Hun vil ha 500kr\underline{\underline{500 \, \mathrm{kr}}} til overs.

Oppgave 1-3 : Bremselengde med formel

For å regne ut bremselengder på sommerføre kan vi bruke formelen

B=x22B = \frac{x^2}{2}
  • BB er bremselengde (meter)
  • xx er fart (km/h) delt på 10

På nettsidene til Viking Redningstjeneste står det at en bil som kjører i 70 km/h70 \mathrm{~km/h}, har en bremselengde på 24,5 m24{,}5 \mathrm{~m}.

Vis hvordan Viking Redningstjeneste kan ha regnet ut denne bremselengden.

Fasit

x=70/10=7x = 70/10 = 7, B=72/2=24,5mB = 7^2/2 = 24{,}5 \, \mathrm{m}

Løsningsforslag

Formelen er B=x22B = \dfrac{x^2}{2}, der xx er fart i km/h delt på 10.

Vi setter inn x=7010=7x = \dfrac{70}{10} = 7:

B=722=492=24,5B = \frac{7^2}{2} = \frac{49}{2} = 24{,}5

Bremselengden ved 70km/h70 \, \mathrm{km/h} er 24,5m\underline{\underline{24{,}5 \, \mathrm{m}}}, og det stemmer med verdien Viking Redningstjeneste oppgir.

Oppgave 1-4 : Bruk enhetssirkel til å finne sinus og cosinusverdier

Figuren viser en enhetssirkel med et linjestykke gg som danner en vinkel α=53°\alpha = 53° med xx-aksen.

Enhetssirkel med vinkel α = 53°

Bruk figuren til å anslå en verdi for sin53°\sin 53°.

Gjør beregninger og finn en vinkel mellom 0° og 360° som har samme cosinusverdi som vinkelen α\alpha. Figuren viser en enhetssirkel med et linjestykke g som danner en vinkel α=53°\alpha = 53 \degree med x-aksen.

Fasit

0,8

307°307\degree

Løsningsforslag

I enhetssirkelen er sinα\sin \alpha lik yy-koordinaten til punktet der linjestykket gg treffer sirkelen. For α=53°\alpha = 53° kan vi lese av figuren at punktet ligger omtrent på y=0,8y = 0{,}8.

sin53°0,8\underline{\underline{\sin 53° \approx 0{,}8}}

Cosinus er xx-koordinaten i enhetssirkelen. For α=53°\alpha = 53° er xx-koordinaten positiv (i første kvadrant).

Vinkler med samme cosinusverdi finnes symmetrisk om xx-aksen. Den andre vinkelen er:

360°53°=307°360° - 53° = 307°

Vi kan verifisere: cos307°=cos(53°)=cos53°\cos 307° = \cos(-53°) = \cos 53°

Vinkelen 307°\underline{\underline{307°}} har samme cosinusverdi som α=53°\alpha = 53°.

Oppgave 1-5 : Lise velger iPhone-modell

Lise skal kjøpe seg en ny iPhone. Prisen avhenger av minnestørrelse:

iPhone 15Pris
128 GB minne11 290 kr
256 GB minne12 690 kr

Det er også mulig å abonnere på skytjenesten iCloud+:

Lagringsplass i iCloud+Pris per måned
50 GB12 kr

Lise regner med at hun i gjennomsnitt kommer til å fylle opp 4 GB av minnet hver måned.

Gjør beregninger og vurderinger som kan hjelpe Lise med å svare på:

Hvor mange måneder kan hun ha telefonen med 128 GB minne før minnet er fullt?

Hvis hun skal ha den nye mobilen i 40 måneder, lønner det seg å kjøpe en iPhone med nok internt minne, eller er det billigere å kjøpe en mindre modell og leie eksternt minne i iCloud+?

Fasit

32 måneder

128 GB + iCloud+ (8 mnd) koster 11386kr11\,386 \, \mathrm{kr}, som er 1304kr1\,304 \, \mathrm{kr} billigere enn 256 GB-modellen.

Løsningsforslag

Lise fyller opp 4 GB per måned. Med 128 GB intern lagring:

128GB4GB/ma˚ned=32 ma˚neder\frac{128 \, \mathrm{GB}}{4 \, \text{GB/måned}} = 32 \text{ måneder}

Etter 32ma˚neder\underline{\underline{32 \, \text{måneder}}} er minnet fullt på 128 GB-modellen.

Vi beregner totalkostnaden for 40 måneder for begge alternativene.

Alternativ 1 – 256 GB-modellen:

12690kr12\,690 \, \mathrm{kr}

(256 GB holder i 256/4=64256/4 = 64 måneder, mer enn nok for 40 måneder.)

Alternativ 2 – 128 GB-modellen + iCloud+:

Minnet er fullt etter 32 måneder. De siste 4032=840 - 32 = 8 månedene trenger hun iCloud+:

11290+812=11290+96=11386kr11\,290 + 8 \cdot 12 = 11\,290 + 96 = 11\,386 \, \mathrm{kr}

Sammenligning:

1269011386=1304kr12\,690 - 11\,386 = 1\,304 \, \mathrm{kr}

Det er billigst å kjøpe 128 GB-modellen og leie iCloud+ de siste 8 månedene. Hun sparer 1304kr\underline{\underline{1\,304 \, \mathrm{kr}}} sammenlignet med 256 GB-modellen.

Del 2 — med hjelpemidler · 3 timer

Oppgave 2-1 : Effekttrekant og elmotor

Effekttrekant

Figuren viser en effekttrekant som viser forholdet mellom de tre ulike effektene i en elektrisk motor og fasevinkelen ϕ\phi.

  • PP er tilført effekt (W)
  • SS er tilsynelatende effekt (VA)
  • QQ er reaktiv effekt (VAr)
  • ϕ\phi er fasevinkelen mellom PP og SS

For en enfaset elmotor får du oppgitt følgende verdier

  • U=230 VU=230 \mathrm{~V}
  • I=12 AI=12 \mathrm{~A}
  • Q=1583 VArQ=1583 \mathrm{~VAr}
  • cosϕ=0,8192\cos \phi = 0{,}8192

Formelen for tilsynelatende effekt SS i en enfaset elmotor er S=UIS=U \cdot I.

Regn ut motorens tilsynelatende effekt SS, og finn fasevinkelen ϕ\phi.
b) Forklar to ulike måter vi kan beregne motorens aktive effekt PP på.
Bruk disse til å regne ut verdien av PP. Sammenlikn svarene.

I en annen enfaset elmotor er cosϕ\cos \phi større, og tilsynelatende effekt SS er den samme som i motoren i oppgave a.

Vurder, uten å gjøre utregninger, hvordan dette påvirker størrelsen av QQ og PP i denne motoren.

Fasit

S=2760 VAS=2760 \mathrm{~VA} og ϕ=35°\phi=35\degree

Pytagoras eller bruk av cosϕ=0,8192\cos \phi=0{,}8192. Begge gir 2261 W.

Hvis cosϕ\cos \phi øker så øker effektfaktoren. Mer av effekten brukes til det nyttige formålet, dermed øker PP og QQ minker.

Løsningsforslag

Vi bruker formelen S=UIS = U \cdot I:

S=23012=2760VAS = 230 \cdot 12 = 2760 \, \mathrm{VA}

Vi finner fasevinkelen ved hjelp av cosϕ=0,8192\cos \phi = 0{,}8192:

ϕ=arccos(0,8192)35°\phi = \arccos(0{,}8192) \approx 35°

Tilsynelatende effekt er S=2760VA\underline{\underline{S = 2760 \, \mathrm{VA}}} og fasevinkelen er ϕ=35°\underline{\underline{\phi = 35°}}.

Vi har S=2760VAS = 2760 \, \mathrm{VA}, Q=1583VArQ = 1583 \, \mathrm{VAr} og cosϕ=0,8192\cos \phi = 0{,}8192.

Metode 1 – bruk av cosϕ\cos \phi:

P=Scosϕ=27600,81922261WP = S \cdot \cos \phi = 2760 \cdot 0{,}8192 \approx 2261 \, \mathrm{W}

Metode 2 – Pytagoras:

Fra effekttrekanten gjelder S2=P2+Q2S^2 = P^2 + Q^2, så:

P=S2Q2=2760215832=76176002505889=51117112261WP = \sqrt{S^2 - Q^2} = \sqrt{2760^2 - 1583^2} = \sqrt{7\,617\,600 - 2\,505\,889} = \sqrt{5\,111\,711} \approx 2261 \, \mathrm{W}

Begge metodene gir samme svar.

Den aktive effekten er P2261W\underline{\underline{P \approx 2261 \, \mathrm{W}}}.

Tilsynelatende effekt SS er den samme, men cosϕ\cos \phi er større (fasevinkelen ϕ\phi er mindre).

  • P=ScosϕP = S \cdot \cos \phi: Når cosϕ\cos \phi øker og SS er uendret, øker PP.
  • Fra Pytagoras: Q=S2P2Q = \sqrt{S^2 - P^2}: Når PP øker og SS er konstant, minker QQ.

Aktiv effekt PP øker, og reaktiv effekt QQ minker. En høyere effektfaktor betyr at en større andel av den tilsynelatende effekten brukes til nyttig arbeid.

Oppgave 2-2 : Stine hurtiglader elbil

Stine har kjøpt ny elbil. Hun tester bilen med å ta en hurtiglading og noterer følgende data:

KlokkeslettLadestatus batteriLevert energi
Start12:3328 %0 kWh
Slutt12:5559 %18,3 kWh18{,}3 \mathrm{~kWh}

Gjør beregninger og vurderinger, og hjelp Stine med å svare på:

Hvis hun fortsetter å lade videre, hvor lang tid vil det ta å lade opp batteriet til 80 prosent dersom ladeeffekten er den samme som fra 28 prosent til 59 prosent?

Reklamen sier at batteriet i bilen har en kapasitet på 60 kWh. Kan det stemme?

Bilen bruker 0,17 kWh0{,}17 \mathrm{~kWh} per kilometer. Hvor mange kilometer kan elbilen kjøre per time hurtiglading dersom ladeeffekten er den samme som da hun testet?

Fasit

Ca. 15 minutter

Estimert kapasitet ≈ 59 kWh, som stemmer godt med reklamens 60 kWh.

Ca. 294 km per time hurtiglading

Løsningsforslag

Stine lader fra 28 % til 59 % = 31 prosentpoeng på 22 minutter (fra 12:33 til 12:55).

Rate:

22min31%0,71min/%\frac{22 \, \mathrm{min}}{31 \, \%} \approx 0{,}71 \, \mathrm{min/\%}

Fra 59 % til 80 % gjenstår 8059=2180 - 59 = 21 prosentpoeng:

212231=4623114,9min15min21 \cdot \frac{22}{31} = \frac{462}{31} \approx 14{,}9 \, \mathrm{min} \approx 15 \, \mathrm{min}

Det vil ta omtrent 15minutter\underline{\underline{15 \, \mathrm{minutter}}} å lade fra 59 % til 80 %.

31 prosentpoeng tilsvarer 18,3 kWh. Vi beregner full kapasitet:

18,3kWh31100=18303159,0kWh\frac{18{,}3 \, \mathrm{kWh}}{31} \cdot 100 = \frac{1830}{31} \approx 59{,}0 \, \mathrm{kWh}

Ut fra målingene er batterikapasiteten omtrent 59kWh\underline{\underline{59 \, \mathrm{kWh}}}, som er nær reklamens påstand om 60 kWh. Det kan godt stemme – avviket er på under 2 %.

Ladeeffekten er:

P=18,3kWh2260h=18,3602249,9kWh/tP = \frac{18{,}3 \, \mathrm{kWh}}{\frac{22}{60} \, \mathrm{h}} = \frac{18{,}3 \cdot 60}{22} \approx 49{,}9 \, \mathrm{kWh/t}

Bilen bruker 0,17kWh/km0{,}17 \, \mathrm{kWh/km}. Per time lading kan bilen kjøre:

49,9kWh/t0,17kWh/km294km\frac{49{,}9 \, \mathrm{kWh/t}}{0{,}17 \, \mathrm{kWh/km}} \approx 294 \, \mathrm{km}

Per time hurtiglading kan elbilen kjøre omtrent 294km\underline{\underline{294 \, \mathrm{km}}}.

Oppgave 2-3 : Chris lån og sparing for å ta førerkort

Chris ønsker å ta førerkort for bil. Han finner to alternativer.

Alternativ 1

  • Trafikalt grunnkurs: 3300 kr
  • To trinnvurderinger: 1580 kr
  • Sikkerhetskurs på bane: 5950 kr
  • Sikkerhetskurs på vei: 8500 kr
  • Kjøretime: 850 kr per time

Alternativ 2

Pakketilbud: 25 000 kr. Pakken inkluderer

  • Trafikalt grunnkurs
  • To trinnvurderinger
  • Sikkerhetskurs på bane
  • Sikkerhetskurs på vei
  • 8 kjøretimer

Chris tror han vil trenge 8 kjøretimer i tillegg til resten av opplæringen.

Hvilket alternativ bør Chris velge? Husk å begrunne svaret ditt.

Chris har ikke penger. Han vurderer å bruke kredittkort til å ta opp et lån på 25 000 kroner som han skal betale tilbake med ett terminbeløp hver måned i ett år, slik betalingsplanen nedenfor viser.

TerminTerminbeløpRenterGebyrerAvdragRestgjeld
123214250189623 104
223213930192821 176
323213600196119 215
423213270199417 221
523212930202815 193
623212580206213 131
723212230209711 034
82321188021338901
92321151021696732
102321114022064526
11232177022442282
12232139022820

Hva blir den totale kostnaden for lånet?

Chris finner ut at han heller vil spare 2300 kroner hver måned. Han har en sparekonto med 0,35 prosent rente per måned.

Lag et regneark som vist nedenfor. Lag formler i de grønne cellene slik at utregningene blir riktige.

Lag flere rader, slik at du finner ut hvor mange måneder det tar før Chris har 25 000 kroner på kontoen.

Husk å vise hvilke formler du bruker i regnearket.

Regneark som viser Chris' sparing
Figur 1: Regneark som viser Chris' sparing
Fasit

Vi sjekker prisen for alternativ 1 med 8 kjøretimer.

3300+1580+5950+8500+8850=26130 kr3300+1580+5950+8500+8 \cdot 850=26\,130 \mathrm{~kr}

Pakkeløsningen i alternativ 2 er rimeligere.

Chris har lånt 25 000 kr og han betaler tilbake 122321=27852 kr12 \cdot 2321=27\,852 \mathrm{~kr}. Differansen er 2785225000=2852 kr27\,852-25000=2852 \mathrm{~kr}.

Lånet koster 2852 kr.

Chris har 25 000 kr på kontoen etter han har satt inn sparebeløpet i måned 11.

Løsningsforslag

Vi beregner prisen for alternativ 1 med 8 kjøretimer:

3300+1580+5950+8500+8850=3300+1580+5950+8500+6800=26130kr\begin{aligned} &3300 + 1580 + 5950 + 8500 + 8 \cdot 850 \\ = \, &3300 + 1580 + 5950 + 8500 + 6800 \\ = \, &26\,130 \, \mathrm{kr} \end{aligned}

Alternativ 2 koster 25000kr25\,000 \, \mathrm{kr} og inkluderer de samme kursene med 8 kjøretimer.

Chris bør velge alternativ 2 (pakketilbudet). Det er 1130kr\underline{\underline{1\,130 \, \mathrm{kr}}} billigere enn alternativ 1.

Total innbetalt med lånet:

122321=27852kr12 \cdot 2321 = 27\,852 \, \mathrm{kr}

Lånekostnad (det ekstra han betaler):

2785225000=2852kr27\,852 - 25\,000 = 2\,852 \, \mathrm{kr}

Den totale kostnaden for lånet er 2852kr\underline{\underline{2\,852 \, \mathrm{kr}}}.

Regneark for Chris' sparing

Formlene i de grønne cellene er:

  • Renter: = forrige saldo × 0,0035
  • Ny saldo: = forrige saldo + renter + innskudd

Chris har 25 000 kroner på kontoen etter at han har satt inn sparebeløpet i måned 11 (saldo ≈ 25 747 kr).

Oppgave 2-4 : Isak reiser Oslo til Stockholm

Isak skal reise fra Oslo til Stockholm. Han finner to alternative måter:

Alternativ 1PrisAvgangAnkomstDistanse
Tog fra Oslo sentrum til Stockholm sentrum551 kr07:3214:19416 km
Alternativ 2PrisAvgangAnkomstDistanse
Tog fra Oslo sentrum til Oslo lufthavn118 kr07:5408:1748 km
Fly fra Oslo lufthavn til Stockholm lufthavn799 kr09:2010:20385 km
Tog fra Stockholm lufthavn til Stockholm sentrum178 kr11:1311:5238 km

Ta utgangspunkt i spørsmålene til Isak. Gjør beregninger og vurderinger som gir mest mulig informasjon om det han lurer på:

  • Hvor mange kroner sparer jeg ved å velge alternativ 1?
  • Hvor mye tid sparer jeg ved å velge alternativ 2?
  • Jeg lurer på hvor fort toget i alternativ 1 kjører. Kan jeg regne ut gjennomsnittsfarten med formelen s=vts = vt?
  • Utslippet av CO₂ er 133 gram per kilometer jeg reiser med fly, og 10 gram per kilometer jeg reiser med tog. Hvor mange kilogram utslipp blir det for hvert av alternativene?
  • Hvor mange prosent lavere utslipp blir det med alternativ 1, sammenlignet med alternativ 2?

Vurder i tillegg hvilket reisealternativ du mener Isak bør velge.

Fasit

Alt 1 er 544 kr billigere. Alt 2 er 2 t 49 min raskere. Gjennomsnittsfart tog ≈ 61,4 km/h. CO₂: alt 1 = 4,16 kg, alt 2 = 52,1 kg. Alt 1 har 92 % lavere utslipp.

Løsningsforslag

Vi beregner og svarer på hvert av Isaks spørsmål.

Pris:

Alt 2:118+799+178=1095kr\text{Alt 2:} \quad 118 + 799 + 178 = 1095 \, \mathrm{kr} 1095551=544kr1095 - 551 = 544 \, \mathrm{kr}

Isak sparer 544kr\underline{\underline{544 \, \mathrm{kr}}} ved å velge alternativ 1.


Tid:

Alt 1:14:1907:32=6 t 47 min=407 min\text{Alt 1:} \quad 14{:}19 - 07{:}32 = 6 \text{ t } 47 \text{ min} = 407 \text{ min} Alt 2:11:5207:54=3 t 58 min=238 min\text{Alt 2:} \quad 11{:}52 - 07{:}54 = 3 \text{ t } 58 \text{ min} = 238 \text{ min} 407238=169 min=2 t 49 min407 - 238 = 169 \text{ min} = 2 \text{ t } 49 \text{ min}

Isak sparer 2timer49minutter\underline{\underline{2 \, \mathrm{timer} \, 49 \, \mathrm{minutter}}} ved å velge alternativ 2.


Gjennomsnittsfart, alternativ 1:

Vi bruker v=stv = \dfrac{s}{t} med s=416kms = 416 \, \mathrm{km} og t=40760ht = \dfrac{407}{60} \, \mathrm{h}:

v=41640760=4166040761,4km/hv = \frac{416}{\frac{407}{60}} = \frac{416 \cdot 60}{407} \approx 61{,}4 \, \mathrm{km/h}

Gjennomsnittsfarten til toget er 61,4km/h\underline{\underline{61{,}4 \, \mathrm{km/h}}}.


CO₂-utslipp:

Alternativ 1 (kun tog, 416 km):

41610=4160g=4,16kg416 \cdot 10 = 4\,160 \, \mathrm{g} = 4{,}16 \, \mathrm{kg}

Alternativ 2 (tog + fly + tog):

4810480+38513351205+3810380=52065g52,1kg\underbrace{48 \cdot 10}_{480} + \underbrace{385 \cdot 133}_{51\,205} + \underbrace{38 \cdot 10}_{380} = 52\,065 \, \mathrm{g} \approx 52{,}1 \, \mathrm{kg}

CO₂-utslipp: alternativ 1 gir 4,16kg\underline{\underline{4{,}16 \, \mathrm{kg}}}, alternativ 2 gir 52,1kg\underline{\underline{52{,}1 \, \mathrm{kg}}}.


Prosentvis lavere utslipp, alternativ 1:

52,0654,16052,06510092,0%\frac{52{,}065 - 4{,}160}{52{,}065} \cdot 100 \approx 92{,}0 \, \%

Alternativ 1 har 92%\underline{\underline{92 \, \%}} lavere CO₂-utslipp enn alternativ 2.


Vurdering:

Alternativ 1 er klart å foretrekke ut fra pris og miljø – det er 544 kr billigere og slipper ut 92 % mindre CO₂. Alternativ 2 er 2 timer og 49 minutter raskere, men den store miljøforskjellen gjør at jeg anbefaler Isak å velge alternativ 1 (direktetoget).