Fysik

bestem farten + tidspunkt

29. august 2011 af Lillozz (Slettet)

 M8 Sprint
Tabellen angiver verdensrekordtiderne for mænd på de korte løbedistancer.
Distance/m 45,7 50,0 54,9 60,0 91,4 100,0
Tid/s 5,1 5,5 5,9 6,5 9,1 9,8

I en simpel model vil alle verdensrekordindehaverne til at begynde med accelerere med den samme konstante acceleration a indtil samme tidspunkt t_0 efter starten. Efter tidspunktet t_0 fortsætter de alle med samme konstante fart v_0, indtil løbet er slut.


a)Bestem ved hjælp af dataene i tabellen en værdi for farten v_0

Lineær regression udført CAS-værktøjet WordMat: R2 = 0,9990032
y=0,08633878x+1,198635

hvordan finder jeg farten v_0????


b)Bestem tidspunktet t_0 samt størrelsen af den konstante acceleration a

nogen der kan hjælpe?


Brugbart svar (2)

Svar #1
29. august 2011 af Studieguruen (Slettet)

a) Du har foretaget en regression på formen s = vo·t + so . Hældningskoefficienten er altså vo .

b) Bestem det tidspunkt, hvor hastigheden er størst. Herefter kan du finde accelerationen a .


Brugbart svar (2)

Svar #2
29. august 2011 af Studieguruen (Slettet)

Så vidt jeg kan se, har du foretaget din lineære regression ukorrekt. Du bør istedet få

s(t) = 11,57·t - 13,8 ,

hvoraf hastigheden vo = 11,57 m/s . 


Svar #3
29. august 2011 af Lillozz (Slettet)

Ok, jeg har vist byttet rundt på dataene, men hvordan regner jeg opg. b?  Er det så denne her formel (v(t)=s'(t)=ds(t)/dt) jeg skal bruge?


Brugbart svar (1)

Svar #4
29. august 2011 af Stigertiger (Slettet)

Du ved det tager 9.8s at løbe 100m, derfor må det bestemte intergral af v(t) i intervallet [0;100m] være lig 100m
Derfor skal vi blot finde v(t) og dernæst isolere t_0 i intergralligningen der så fremkommer.

v(t) er en sammensat funktion som først er lineært stigende og derefter konstant (omslag i t_0) (se vehæftet billede)
Intergralet af v(t) er som bekendt s(t), derfor får vi:

s_100 = 100m = ½*t_0*v_0 + v_0(t_100 - t_0)
Hvor t_100 = 9.8s
Herefter er det bare at isolere.

Den konstante acceleration burde være til at finde når man har t_0 og kender v_0.

Og husk for guds skyld betydende cifre, det koster mange point, hvis man glemmer det i alle opgaver!

Vedhæftet fil:Teori bag sprint.png

Svar #5
30. august 2011 af Lillozz (Slettet)

 Jeg forstår det ikke. Jeg har prøvet at tage integralet af v(t) 100=∫_(t_0)^(t_100)¦?1/2•(v+v_0)•t dt?, men kan ikke få det til at passe. :s


Svar #6
30. august 2011 af Lillozz (Slettet)

 s_100= 100 = ½*t_0*v_0+ v_0(t_100- t_0 )
t_0=-(2•11,57(t_100-t_0 )-200)/11,57
? Ligningen løses for t_0 vha. CAS-værktøjet WordMat.
t_0=2•9,8-17,28608=2,31392

Kan det passe? Hvis ja, hvorfor skal jeg benytte den her formel  (s_100=100=½*t_0*v_0+ v_0(t_100- t_0)

istedet for denne her s(t)=1/2*a*t^2+v_0*t+s_0, da a=konstant som man kan se på grafen?


t_100= 9.8


Brugbart svar (2)

Svar #7
30. august 2011 af Studieguruen (Slettet)

#6

I følge mine beregninger er det korrekt. Jeg har dog valgt en anden fremgangsmetode. Dermed vil accelerationen blive

a = Δv / Δt = (11,6m/s) / 2,3s = 5,0 m/s2


Brugbart svar (2)

Svar #8
30. august 2011 af Studieguruen (Slettet)

Min fremgangsmetode lyder således:

Du opstiller to ligninger med to ubekendte a og to, således at

11,57m/s = a·to

100m - 1/2·a·to2 = 11,57m/s · (9,836s - to)

Heraf fås

to = 2,39s    og     a = 4,85m/s2


Brugbart svar (3)

Svar #9
30. august 2011 af Andersen11 (Slettet)

Ifølge opgaven løbes der med konstant acceleration a indtil tiden t0 , hvor hastigheden er blevet v0, og derefter fuldføres med denne konstante hastighed v0 .

I tidsrummet t=0 til t=t0 løbes distancen

s0 = (1/2)a·t02 ,

og der gælder også, at

v0 = a·t0 .

Fortsættes løbet med den konstante hastighed v0 til den samlede løbetid T, fås den samlede distance til

S = s0 + v0·(T - t0)

Af regressionen i #2 ser vi, at v0 = 11,57m/s , og at for S = 100m fås T = (100m + 13,8m)/(11,57m/s) = 9,836s . Vi har da

s0 = (1/2) v0·t0 , og dermed

S = (1/2)v0·t0 + v0·(9,836s - t0) , så

t0 = 2·(9,836s - S/v0) = 2,385s , og dermed

a = v0 / t0 = 4,85m/s2


Svar #10
31. august 2011 af Lillozz (Slettet)

 Ok nu er jeg med. Tak for hjælpen


Skriv et svar til: bestem farten + tidspunkt

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.