Partikkel med eksponential posisjonsvektor og fart
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?
Alle deloppgavene 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.
Du skal svare på enten alternativ I eller alternativ II. De to alternativene er likeverdige ved vurderingen.
Alternativ I
Posisjonen til en partikkel etter sekunder er gitt ved
Enheten langs aksene er meter. Andrekoordinaten er høyden over bakken.
Hva er posisjonen til partikkelen etter ett sekund? Tegn grafen til .
Finn fartsvektoren og akselerasjonsvektoren ved regning.
Bestem farten (absoluttverdien av fartsvektoren) etter to sekunder.
Finn ved regning når partikkelen er i det høyeste punktet.
Bestem vinkelen mellom posisjonsvektoren og fartsvektoren i det høyeste punktet.
Fasit
LøsningsforslagKI-generert
Vi setter inn i posisjonsvektoren:
Etter ett sekund er partikkelen altså i punktet (i meter). Banen til for er tegnet i GeoGebra, med punktet markert:

Vi deriverer hver komponent av hver for seg. Vi bruker produktregelen på leddene med .
Fartsvektoren (kontrollert i GeoGebra CAS, se utklipp):
Akselerasjonsvektoren (deriverer på nytt):

Vi setter inn i fartsvektoren:
Farten er lengden av fartsvektoren (se Lengde(v(2)) i CAS-utklippet):

Farten til partikkelen etter to sekunder er altså om lag .
Partikkelen er høyest når andrekoordinaten har et toppunkt, det vil si når fartens andrekoordinat er null:
Siden for alle , må , altså . Dette er også bekreftet med Løs(y(v(t))=0,t) i CAS-utklippet i b).
For er slik at -komponenten til farten er positiv (partikkelen stiger), og for er den negativ (partikkelen synker). Dermed er et toppunkt.
Partikkelen er i det høyeste punktet etter .
I det høyeste punktet er . Fra a) har vi
og siden ved blir fartsvektoren spesielt enkel:
Vinkelen mellom og finner vi med formelen for vinkel mellom vektorer, , beregnet med Vinkel(r(1),v(1)) i GeoGebra CAS (se utklippet over, gir radianer):
Vinkelen mellom posisjonsvektoren og fartsvektoren i det høyeste punktet er altså .