Ball triller fra tak med posisjonsvektor

Del 2, alle hjelpemidler

Ball triller fra tak med posisjonsvektor

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

En liten ball triller horisontalt utfor et flatt tak, 15,0 m over bakken.

Koordinatsystem med bygning og ball på taket

Posisjonsvektoren til ballen t sekunder etter at den har forlatt taket, er

r→(t)=[3t, 15−4,9t2]
Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Hvor lang tid tar det før ballen treffer bakken?

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Tegn grafen til r→.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bestem farten til ballen etter 0,8 s. Tegn inn fartsvektoren v→(0,8) i det aktuelle punktet på grafen til r→.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bestem akselerasjonen a→(t). Tegn inn akselerasjonsvektoren a→(0,8) i det aktuelle punktet på grafen til r→.

Fasit

t≈1,75s

Se graf i løsningsforslaget.

v→(0,8)=[3, −7,84],|v→(0,8)|≈8,39m/s

a→(t)=[0, −9,8],|a→(0,8)|=9,8m/s2

LøsningsforslagKI-generert

Ballen treffer bakken når y-koordinaten til posisjonsvektoren er lik 0, altså når andrekomponenten av r→(t) er null:

15−4,9t2=0
t2=154,9
t=154,9≈1,7496

Siden t må være positiv, er svaret

t≈1,75s

Grafen til r→ er banekurven ballen følger — punktene (x,y)=(3t, 15−4,9t2) for t∈[0,1,75]. Kurven starter i (0,15), altså der ballen forlater taket, og ender i (5,25,0), der ballen treffer bakken.

Banekurve til ballen med fartsvektor og akselerasjonsvektor i t=0,8

Den blå kurven er banen r→(t). Den røde pilen viser fartsvektoren v→(0,8) og den grønne pilen viser akselerasjonsvektoren a→(0,8), begge tegnet med startpunkt i posisjonen r→(0,8)=[2,4, 11,864].

Fartsvektoren finner vi ved å derivere posisjonsvektoren komponentvis:

v→(t)=r→′(t)=[3, −9,8t]

Setter vi inn t=0,8:

v→(0,8)=[3, −9,8⋅0,8]=[3, −7,84]

Farten (lengden av fartsvektoren) blir

|v→(0,8)|=32+(−7,84)2=9+61,4656=70,4656≈8,39
|v→(0,8)|≈8,39m/s

Vektoren v→(0,8) er tegnet inn som den røde pilen i grafen over, med startpunkt i r→(0,8).

Akselerasjonsvektoren finner vi ved å derivere fartsvektoren:

a→(t)=v→′(t)=[0, −9,8]

Akselerasjonen er altså konstant og uavhengig av t, siden fartskomponenten i x-retning er konstant og fallakselerasjonen g=9,8m/s2 virker konstant nedover. Dermed er også

a→(0,8)=[0, −9,8]

med lengde

|a→(0,8)|=9,8m/s2
a→(0,8)=[0, −9,8]

Vektoren er tegnet inn som den grønne pilen i grafen over, med startpunkt i r→(0,8) og retning rett nedover — som forventet, siden akselerasjonen skyldes tyngdekraften.

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 matematikk. 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.

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