Matematik

Diff. ligning - Torricellis lov

24. oktober 2012 af andy130 (Slettet) - Niveau: A-niveau

Hej folk på studieportalen!

Jeg har i matematik lavet et forsøg omkring Torricellis lov, hvor jeg har fået målt en masse punkter til at finde en funktion af hvor meget vand der løber ud af et hul i en sodavandsflaske med en bestemt tid.

jeg har fået opgivet følgende differentialligning til at finde en funktion

 

dh/dt = -k * √h

 

Dog kan jeg ikke rigtig finde ud af at løse differentiallignigen, så grafen kommer til at passe med de mål jeg har taget i forsøget. 

Søger derfor nogle fifs til hvordan jeg løser følgende differentialligning

Tak på forhånd

Andreas


Brugbart svar (0)

Svar #1
24. oktober 2012 af peter lind

Brug separation af variable hdh = -kdt  Lav dernæst regrssion på dine data til at finde k og evt. integrationskonstant


Svar #2
24. oktober 2012 af andy130 (Slettet)

Okay. Når jeg gør dette, går jeg denne ligning.

h = (c - k * t2) / 4

Hvor c er integrationskonstanten og k er den konstant der var i diff. ligningen.

Angående regressionen.. Er der er nem og hurtig måde at gøre det på i excel eller sådan? 
Er ikke den mest erfarne excel bruger :)


Brugbart svar (0)

Svar #3
24. oktober 2012 af peter lind

Din løsning er forkert. Hvad har du gjort ?. Det er mange år siden jeg har brugr excel. Dengang kunne den kun klare lineær regression. Er det stadig tilfælde skal du lave regression med kvrod(h) som afhængig variabel.


Brugbart svar (0)

Svar #4
24. oktober 2012 af Singlefyren (Slettet)

desolve(h'= (-)k*√h, t, h)

giver.... √h = c - k*t/2   .... altså ..... h(t) = (k*t - 2c)2 /4

Brug evt. din startbetingelse for t=0 (hvad er h da?) til at løse ligning og erstatte c med et tal.

Lav evt. lineær regression, hvor du ændrer h-værdierne til √h til at finde c-k*t/2.


Brugbart svar (0)

Svar #5
24. oktober 2012 af Singlefyren (Slettet)

Eller bedre... isoler k i formlen... √h = c - k*t/2   ⇒  k = -2(√h - c) /t.... Udregn denne k-værdi for hvert enkelt af dine målinger og find gennemsnit af disse =k.

 Husk dog først at finde korrekt talværdi for c. som vist i svar #4.


Svar #6
25. oktober 2012 af andy130 (Slettet)

Hmm.

Nu har jeg regnet lidt frem og tilbage og ved ikke om det er mig der gør noget fuldstændig forkert, eller om mine data bare er helt vildt skæve.

Selvfølgelig vil der være nogle fejlkilder i sådan et forsøg her..

Men det eneste der snart passer på grafen er at den går igennem (0,10), som er startbetingelsen, og så det at den er aftagende.. 

 

Har prøvet at vedhæfte mine data


Brugbart svar (0)

Svar #7
26. oktober 2012 af Singlefyren (Slettet)

h(t) = (k*t - 2c)2 /4

10  =  (0 - 2c)2 /4    ⇒   c =  ± √10


Brugbart svar (0)

Svar #8
26. oktober 2012 af Singlefyren (Slettet)

Enig i at data ikke er helt præcise.

lineær regression giver c =2.99  og k=0.018   R2 = 0.9926

Gennemsnit ved brug af den korrekte c=√10  giver k = 0.0276

Vælg een af dem og tegn grafen for h =(k*x - 2c)2 /4


Skriv et svar til: Diff. ligning - Torricellis lov

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.