Bil på spiralvei i parkeringshus

Del 2, alle hjelpemidler

Bil på spiralvei i parkeringshus

En bil kjører opp en spiralformet vei inne i et parkeringshus.

Posisjonen til bilen etter t sekunder er gitt ved

r→(t)=[4cos⁡(π5t), 4sin⁡(π5t)+2, 5+13t],t∈[0,20]

der bakkenivået er xy-planet i et koordinatsystem med meter som enhet langs aksene.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Hvor høyt over bakkenivået er bilen etter 5 sekunder?

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bestem fartsvektoren v→(t) og farten til bilen etter 10 sekunder.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Gjør nødvendige antakelser og bestem en mulig avstand mellom etasjene i parkeringshuset.

Fasit

203≈6,67m over bakkenivået

v→(t)=[−4π5sin⁡(π5t), 4π5cos⁡(π5t), 13], fart ≈2,54m/s (konstant)

Avstanden mellom etasjene er 103≈3,3m

LøsningsforslagKI-generert

Vi har gitt posisjonsvektor

r→(t)=[4cos⁡(π5t), 4sin⁡(π5t)+2, 5+13t],t∈[0,20]

z-koordinaten gir høyden over bakkenivået (xy-planet). Vi setter t=5:

z(5)=5+13⋅5=5+53=153+53=203≈6,67

Bilen er 203≈6,67m over bakkenivået etter 5 sekunder.

Vi deriverer r→(t) komponentvis for å finne fartsvektoren. I GeoGebra CAS definerer vi r(t) og beregner v(t)=r→′(t), farten |v→(t)| og evaluerer ved t=10:

GeoGebra CAS – r(t), v(t) og fart

CAS gir:

v→(t)=[−4π5sin⁡(π5t), 4π5cos⁡(π5t), 13]

Farten er lengden av fartsvektoren:

|v→(t)|=(4π5)2sin2⁡(π5t)+(4π5)2cos2⁡(π5t)+(13)2

Siden sin2⁡(⋅)+cos2⁡(⋅)=1 forenkler CAS uttrykket til:

|v→(t)|=144π2+2515≈2,535m/s

Farten er konstant – den er uavhengig av t. Etter 10 sekunder er farten den samme:

|v→(10)|=144π2+2515≈𝟐,𝟓𝟒m/s

Farten til bilen etter 10 sekunder er 144π2+2515≈2,54m/s.

Vi antar at én etasje tilsvarer én full omdreining av spiralen. En full omdreining skjer når argumentet π5t øker med 2π, det vil si når t øker med 10 sekunder.

Høydeforskjellen i løpet av én omdreining (Δt=10s) er:

Δz=z(t+10)−z(t)=13(t+10)−13t=103≈3,3m

Dette er en realistisk etasjehøyde for et parkeringshus (typisk 2,5–3,5m).

Avstanden mellom etasjene er 103≈3,3m.

Sensorveiledning

Oppgaven gir til sammen 6 poeng

2 poeng

Kandidater som finner r→(5) kan få 1 poeng

2 poeng

1 poeng for å finne fartsvektoren (både v→(10) og v→(t) gir poeng) og 1 poeng for å finne farten.

2 poeng

En god strategi kan gi 1 poeng. For å få full uttelling må minst en antakelse være med.

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