Parameterframstilling og banefart for partikkel
Lov på eksamen
- Kalkulator
- CAS
- Graftegner og regneark
- Lærebok, formelsamling og egne notater
Ikke åpent internett, kommunikasjon med andre eller kunstig intelligens.
Kan den løses uten PC?
3 av 4 deloppgaver kan løses uten PC.
Fra 2027 er det bare kalkulator og skriftlige hjelpemidler på del 2. Vurderingen er gjort med KI og kan inneholde feil.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Posisjonsvektoren til en partikkel ved et tidspunkt er gitt ved
Bruk graftegner til å tegne grafen til for
Bestem fartsvektoren og banefarten . Tegn fartsvektoren inn på grafen i det aktuelle punktet.
Bruk CAS til å bestemme slik at banefarten til partikkelen blir 2.
Vis at banefarten til partikkelen har ekstremalverdi i de punktene på kurven der fartsvektoren står normalt på akselerasjonsvektoren.
Fasit
Se graf.
Se bevis under.
LøsningsforslagKI-generert
Posisjonsvektoren tegnes som en parameterkurve i graftegner for .

Fartsvektoren er den deriverte av posisjonsvektoren:
For gir dette
Banefarten er lengden av fartsvektoren:
Punktet på kurven ved er . Fartsvektoren er tegnet inn med utgangspunkt i dette punktet på grafen over.
Banefarten som funksjon av er . Vi bruker CAS til å løse likningen , altså , med og :

CAS gir løsningene , og .
Akselerasjonsvektoren er den deriverte av fartsvektoren:
Banefarten har ekstremalverdi (topp- eller bunnpunkt) i de -verdiene der den deriverte av er lik null. Siden og (partikkelen er alltid i bevegelse siden for alle ), er den deriverte av lik null nøyaktig når den deriverte av er lik null.
Vi ser på . Ved å derivere produktet (skalarproduktregelen) får vi
Altså er nøyaktig når , det vil si når fartsvektoren og akselerasjonsvektoren står normalt på hverandre (skalarproduktet er null).
Dette stemmer også ved direkte utregning for denne banen: , mens gir , som bekrefter sammenhengen.
Dermed har banefarten ekstremalverdi nøyaktig i de punktene der fartsvektoren står normalt på akselerasjonsvektoren.