Ball sparket fra brygge mot flåte

Del 2, alle hjelpemidler

Ball sparket fra brygge mot flåte

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

Se bort fra luftmotstand i hele oppgaven.

En ball sparkes på skrå ut fra kanten av ei brygge. Brygga har en høyde h=2,0 m over vannflata. Startfarten til ballen v0=15 m/s, og utgangsvinkelen α=30°.

Ball sparket med startfart v0 og utgangsvinkel alfa fra brygge med høyde h over vannet

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Vis at det tar 1,8 s fra ballen sparkes og til den treffer vannet.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Hvor langt fra bryggekanten målt horisontalt treffer ballen vannet?

Uti vannet ligger en flåte. Flåten har høyde 0,50 m over vannoverflata. Lengden av flåten er 3,0 m. Flåten ligger 20 m fra bryggekanten. Ballen sparkes på nytt med samme utgangsvinkel fra bryggekanten.

Ball sparket fra 2,0 m høy brygge mot en 3,0 m lang flåte med høyde 0,50 m som ligger 20 m fra bryggekanten

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bestem farten ballen må ha for å treffe midt på flåten.

Fasit

t=1,76 s≈1,8 s

x=23 m

v0=14,7 m/s≈15 m/s

LøsningsforslagKI-generert

Når vi ser bort fra luftmotstand, er tyngdekraften den eneste kraften på ballen. Ballen har derfor konstant akselerasjon g loddrett nedover og ingen akselerasjon horisontalt. Vi legger origo der ballen sparkes, med x-aksen horisontalt ut fra brygga og y-aksen loddrett oppover.

Fartskomponenten i y-retning ved start er

v0y=v0sin⁡α=15 m/s⋅sin⁡30°=7,5 m/s

Den loddrette posisjonen er

y(t)=v0yt−12gt2

Ballen treffer vannet når y=−h=−2,0 m:

−2,0=7,5t−4,905t2⇔4,905t2−7,5t−2,0=0

Andregradsformelen gir

t=7,5+7,52+4⋅4,905⋅2,02⋅4,905 s=7,5+9,779,81 s=1,76 s≈1,8 s

Den andre løsningen er negativ og har ingen fysisk mening her. Det tar altså 1,8 s før ballen treffer vannet.

Horisontalt er farten konstant:

v0x=v0cos⁡α=15 m/s⋅cos⁡30°=12,99 m/s

På flytiden fra a) kommer ballen

x=v0xt=12,99 m/s⋅1,761 s=22,9 m

Ballen treffer vannet 23 m fra bryggekanten.

Midten av flåten ligger x=20 m+3,0 m2=21,5 m fra bryggekanten. Oversiden av flåten ligger 0,50 m over vannet, altså y=0,50 m−2,0 m=−1,5 m i forhold til utgangspunktet.

Startfarten v0 er ukjent, og det samme er flytiden. Vi eliminerer tiden. Horisontalt gir x=v0cos⁡α⋅t, så

t=xv0cos⁡α

Innsatt i y(t)=v0sin⁡α⋅t−12gt2 får vi banelikningen

y=xtan⁡α−gx22v02cos2⁡α

Vi løser for v0:

v0=gx22cos2⁡α(xtan⁡α−y)

Med x=21,5 m, y=−1,5 m og α=30° er xtan⁡α=12,41 m og cos2⁡α=0,75:

v0=9,81 m/s2⋅(21,5 m)22⋅0,75⋅(12,41 m+1,5 m)=217 m2/s2=14,7 m/s

Ballen må sparkes med farten v0=14,7 m/s≈15 m/s (to gjeldende sifre, som i de oppgitte målene). Det er litt mindre enn startfarten i a) og b). Med 15,0 m/s ville ballen landet på flåten, men bak midten.

Kontroll: flytiden blir t=21,5 m14,74 m/s⋅cos⁡30°=1,68 s. Ved flåtens forkant (x=20 m) er ballen i høyden y=−0,49 m, altså omtrent 1,5 m over vannet og godt over flåten. Ballen treffer derfor ikke kanten først.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i fysikk. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.
Vedlegg

Vedleggene i oppgavesettet til Fysikk 2 H2024. De kunne brukes på hele eksamen, også del 1 (om hjelpemidlene).

Åpne på egen side: Faktavedlegg · Formelvedlegg · Programmeringsvedlegg

Tastatursnarveier

Navigasjon

⌘K / Ctrl+K
Åpne søk
G F
Gå til Fag
G E
Gå til Eksamener
G T
Gå til Temaer
G K
Gå til Kompetansemål
G H
Hjem
?
Vis snarveier

I oppgave

←/→ · J/K
Forrige / neste oppgave
0
Marker som ikke prøvd
1
Marker som prøvd
2
Marker som trenger hjelp
3
Marker som ferdig
S
Vis / skjul løsningsforslag
A
Legg til i liste
N
Skriv notat
Esc
Tilbake / avslutt