Studieretningsprojekt/-opgave (SRP/SRO)

SKRÅ KAST - hastighedkvadratisk luftmodstand HJÆLP!

12. december 2011 af Buller-93 (Slettet) - Niveau: A-niveau

Hej, jeg er igang med at skrive SRP om emnet det skrå kast:
jeg er igang med at lave en model af et kast hvor luftmodstanden er modsatrettet bevægelsesretningen og størrelsen er propotional med kvadratet af farten...

Jeg er vha. min fysikviden kommet frem til følgende:

Newtons 2. lov: =Fres=m*a
Derfor må der gælde at:

Vi skal derfor løse følgende ligning:

Fres=m*v'=m*g - D*|v|*v  og skrevet ud i koordinaterne: 

m*vx'= -D* (√vx^2 + vy^2) * vx   og   m*vy'= - m*g - D * (D*(√vx^2 + vy^2) * vy

Da vx og vy er i begge ligninger kan jeg ikke løse dem "simpelt". 


Jeg skal derfor benytte mig af løsningsmetoden separation-af-de-variable-metoden.
Jeg har udført beviset for det, men forstår ikke hvordan jeg skal bruge det til at løse de to ligninger.


Hvis vi kigger på y aksen skal jeg gå fra:

Fres= m*v'= - m*g + D + v^2

????         ( jeg indfører at k=√(m*g/D)

 til     v'=(D/m) * (v^2 - k^2)
 ???? 

til ∫(1)/v^2 - k^2)dv  = ∫(D/m)dt

Hvorefter jeg så skal dekomponere integranden i partialbrøker og vise at 1/(v^2 - k^2) = (1/2*k)/(v-k) - (1/2*k)/(v+k)

Og til sidst skal jeg så vise hvad integrationen fører til....


Det jeg er i tvivl om er hvordan vi benytter separation af de variable metoden og hvordan den skal føre og frem til en løsning af ligningen for y-aksen.


På forhånd tak.
Mvh. 


Brugbart svar (2)

Svar #1
13. december 2011 af MieKristensen (Slettet)

Jeg skriver også om det skrå kast MED luftmodstand i min SRP i Matematik og fysik.

Jeg har dog valgt (min vejleder har sagt at jeg skal gøre det sådan) ikke at løse differentialligningerne i det tilfælde hvor luftmodstanden er proportional med kavdratet på hastigheden, men i stedet bruge simulation/numerisk løsning i forbindelse med mit forsøg.

Min vejleder mente at dette ville flytte fokus for meget væk fra mit emne idet det var på et niveau hvor man virkelig skulle forklare tingene igennem for at censor ikke troede det var noget man avde skrevet af.

Mit matematik emne er dog heller ikke vektorfunktioner, men jeg ved ikke om dette er en mulighed for dig :)

Mvh, Mie


Brugbart svar (2)

Svar #2
13. december 2011 af jona4796 (Slettet)

Som Mie skriver skal du anvende Eulers metode (også kaldet den numeriske løsning). hertil får du et meget tæt resultat du blot laver regression på og dermed får du noget der er så tæt på som du kommer :)

jeg har heller ikke vektorfunktioner med og jeg tror det bliver alt for svært hvis du har det

 

MvH Jonas


Brugbart svar (2)

Svar #3
14. december 2011 af MieKristensen (Slettet)

ups, jeg skrev forkert ;)

Mit emner ER vektorfunktioner, og derfor IKKE differentialligninger. Det kan godt være at Eulers metode går ind under matematikdelen hvis man differentialligninger som emne i matematik, det tør jeg slet ikke udtale mig om :D


Skriv et svar til: SKRÅ KAST - hastighedkvadratisk luftmodstand HJÆLP!

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.