Miniubåt, fart og kollisjon med fiskestim

Del 2, alle hjelpemidler

Miniubåt, fart og kollisjon med fiskestim

En miniubåt passerer 250 meter under en bøye som ligger på havoverflaten.

I et koordinatsystem der x-aksen og y-aksen ligger parallelt med havoverflaten, z-aksen står normalt på havoverflaten, og enheten langs aksene er meter, er posisjonen til miniubåten t sekunder etter passeringen gitt ved

r→(t)=[6t, 7t, −250−5t+,1t2],t∈[0,60]
Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bestem farten til miniubåten etter 2 sekunder.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Hvor langt under havoverflaten er miniubåten på det dypeste?

Posisjonen til en fiskestim i området t sekunder etter at miniubåten passerte under bøyen, er gitt ved

s→(t)=[40+2t, 60+2t, −250],t∈[0,60]

Fiskestimen har en tilnærmet kuleform med radius på 15 meter. Miniubåten er 4 meter bred, 5 meter høy og 8 meter lang.

Hjelpemiddelkrav: Oppsett for hånd

Gjør beregninger og vurder om miniubåten kommer til å kollidere med fiskestimen.

Fasit

≈10,3m/s

312,5m under havoverflaten

Minimumsavstand ≈39,8m — ingen kollisjon

Løsningsforslag

Vi definerer posisjonsvektoren, deriverer og beregner farten ved t=2 i GeoGebra CAS:

GeoGebra CAS

Farten til miniubåten etter 2 sekunder er ≈10,3m/s.

Vi definerer z-koordinaten, løser z′(t)=0 og evaluerer minimumsposisjonen i GeoGebra CAS:

GeoGebra CAS

CAS gir t=25 og dyp(25)=−6252=−312,5.

Miniubåten er dypest 312,5m under havoverflaten.

Vi definerer begge posisjonsvektorene, beregner differansevektoren d→(t)=r→(t)−s→(t) og avstandsfunksjonen A(t)=|d→(t)|. Så bruker vi Min(A, 0, 60) for å finne minimumsavstanden numerisk:

GeoGebra CAS

CAS gir minimumsavstand ≈39,83m ved t≈8,39s.

For at miniubåten skal kollidere med fiskestimen, må avstanden mellom sentrene være mindre enn fiskestimens radius (15m) pluss halvparten av miniubåtens største tverrsnitt (≈4m), altså under 19m.

Siden minimumsavstanden ≈39,8m≫19m, vil miniubåten ikke kollidere med fiskestimen.

Sensorveiledning

Oppgaven gir til sammen 6 poeng

2 poeng

Kandidater som finner fartsvektoren for t=2 kan få 1 poeng.

2 poeng

Kandidater som finner riktig tidspunkt, kan få 1 poeng.

2 poeng

En god strategi som ikke fører helt fram kan gi 1 poeng.

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