Partikkel med ln-posisjonsvektor og akselerasjon

Del 2, alle hjelpemidler

Partikkel med ln-posisjonsvektor og akselerasjon

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

En partikkel har posisjonsvektoren

r→(t)=[ln⁡t, t2−4t],t>0
Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Tegn grafen til r→ og bestem skjæringspunktene med koordinataksene ved regning.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Bestem fartsvektoren v→(t) og bruk denne til å bestemme eventuelle topp- og bunnpunkter på grafen til r→. Tegn inn v→(1) på grafen.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Vis at akselerasjonsvektoren er a→(t)=[−1t2, 2]. Bestem a→(t) når t→∞.

Kommenter svaret.

Fasit

Skjæringspunkter: (0,−3) og (ln⁡4,0)

v→(t)=[1t, 2t−4], bunnpunkt (ln⁡2, −4)

a→(t)→[0,2] når t→∞

LøsningsforslagKI-generert

Grafen til r→(t)=[ln⁡t, t2−4t], t>0, er tegnet med GeoGebra:

Graf med skjæringspunkter, bunnpunkt og fartsvektor v(1)

Skjæring med y-aksen (x=0):

ln⁡t=0⇒t=1

For t=1 er y=12−4⋅1=−3. Grafen skjærer y-aksen i punktet (0,−3).

Skjæring med x-aksen (y=0):

t2−4t=0⇒t(t−4)=0⇒t=0 eller t=4

Siden t>0, forkastes t=0. For t=4 er x=ln⁡4. Grafen skjærer x-aksen i punktet (ln⁡4, 0)≈(1,39, 0).

Fartsvektoren finner vi ved å derivere hver komponent i r→(t) med hensyn på t:

v→(t)=r→′(t)=[1t, 2t−4]

Dette er bekreftet med CAS i GeoGebra (se skjermbilde under, linje 2).

CAS-utregning av v(t) og a(t)

Topp- eller bunnpunkt på grafen til r→ oppstår der tangenten er horisontal, altså der y-komponenten av v→(t) er null (og x-komponenten er forskjellig fra null, slik at det faktisk er et vendepunkt for kurven og ikke et stopp):

2t−4=0⇒t=2

For t=2 er 1t=12≠0, så dette gir et ekte topp- eller bunnpunkt. Vi setter t=2 inn i r→(t):

x=ln⁡2,y=22−4⋅2=−4

Siden y(t)=t2−4t har et minimum ved t=2 (parabelen vender oppover) og x(t)=ln⁡t er voksende, er punktet (ln⁡2, −4)≈(0,69, −4) et bunnpunkt på kurven.

Fartsvektoren v→(1):

v→(1)=[11, 2⋅1−4]=[1,−2]

Vektoren er tegnet inn med startpunkt r→(1)=(0,−3) i grafen over (oransje pil).

Akselerasjonsvektoren finner vi ved å derivere v→(t):

a→(t)=v→′(t)=[ddt(1t), ddt(2t−4)]=[−1t2, 2]

Dette stemmer med det som skulle vises, og er bekreftet med CAS (skjermbilde over, linje 3).

Grenseverdi når t→∞: Vi lar t→∞ i hver komponent:

−1t2→0og2→2
a→(t)→[0,2]når t→∞

Kommentar: Akselerasjonsvektoren nærmer seg en konstant, rent vertikal vektor [0,2] når t blir stor. Det betyr at den horisontale akselerasjonskomponenten dør ut, mens den vertikale akselerasjonen holder seg konstant lik 2 for alle t (siden y-komponenten av a→(t) ikke avhenger av t). Partikkelens bevegelse langs x-aksen flater altså ut og blir stadig mer jevn, mens bevegelsen langs y-aksen har konstant akselerasjon.

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