Matematik

Projektils flugt

12. december 2008 af 65rtgfw3resf (Slettet)

Jeg har fået følgende spørgsmål i min SRP opgave:

Forklar hvorledes man matematiks kan opstille en ligning og en løsning for et projektils flugt, hvor man tager højde for luftmodstand.

Jeg er rimelig uklar over hvordan jeg besvarer spørgsmålet, jeg ved at formlen for luftmodstand er
"F = 1/2 * Cw * d * A * v^2" hvor F er luftmodstanden, Cw er luftmodstandskoefficienten, d er densiteten af luft, A er tværsnitsarealet og v er hastigheden.

Umiddelbart vil jeg tro når der står en ligning for projektilets flugt er det en funktion af tiden, hvor man så kan tegne en graf for at vise selveste projektiles bane?

Jeg er mere eller mindre fuldstændig på bar bund her, nogen der vil hjælpe?


Brugbart svar (0)

Svar #1
12. december 2008 af Jerslev (Slettet)

#0: Luftmodstandsberegninger skal normalt løses numerisk. Det vil sige, at du tager dine startbetingelser og regner et meget meget lille skridt frem i tiden medregnet luftmodstand. Her vil du så have nye betingelser til at regne endnu et meget meget lille skridt frem i tiden. Det fortsætter man så med indtil man er færdig med beregningen - needless to say, så laves den slags på computer. ;)

Jeg tror, du skal ind og opskrive de sammenhænge du har tænkt dig at bruge til at beregne det numerisk. Du skal derfor overveje hvilken effekt luftmodstanden har et givet sted i banekurven.


Svar #2
12. december 2008 af 65rtgfw3resf (Slettet)

Hmm, ja... Jeg er ikke sikker på jeg forstår det, det skulle ikke være at du havde et eksempel på det? evt. et link?


Brugbart svar (0)

Svar #3
12. december 2008 af Erik Morsing (Slettet)

luftmodstanden kan fopr eksempel være opgivet som proportional med kvadratet på hastigheden. mener jeg at kunne huske.


Svar #4
12. december 2008 af 65rtgfw3resf (Slettet)

Ja men det jeg skal er at opstille en ligning for projektilets flugt, de værdier jeg har er v0, v20(hastigheden ved afstanden 0 og 20m), m(vægten af projektilet) tværsnitarealet og så selvfølgelig densiteten af luft, og tyngdeaccelerationen.

Som før føler jeg stadig at jeg er på bar bund, hvis jeg har overset noget så kom gerne med et indput.


Brugbart svar (2)

Svar #5
12. december 2008 af Erik Morsing (Slettet)

Vi antager vel, at projektilet bevæger sig en relativ kort strækning, før det rammer målet, altså retlinet? Ellers bliver det lidt mere indviklet. Ud fra Newtons lov er kraften på projektilet givet ved m*dv/dt*i = -kv2*i, hvis jeg har ret i min første formodning. Denne ligning har løsningen med hensyn til v.

v(t)=(mv0)/(k*v0t+m), hvor v0 som vanligt er begyndelseshastigheden og m er projektilets masse, og v er farten.

Spørg mig ikke om mellemregninger, det tager for lang tid, søg eventuelt på Google sådan her:

+"air resistence" +"projectile motion" eller noget tilsvarende.


Svar #6
12. december 2008 af 65rtgfw3resf (Slettet)

Ja, det er på relativ kort afstand, så der der skal ikke tages højde for ting så som f.eks. turbulens(magnuskraften) og correoliskraften, hvis det var det du mente.

Tak for din hjælp, jeg prøver at google lidt for at finde nogle mellem regninger.


Svar #7
12. december 2008 af 65rtgfw3resf (Slettet)

Efter mange timers søgning har jeg ikke fundet noget, du skulle ikke selv have et link jeg kan bruge? det ville bare være godt, jeg har tumlet med det her hele dagen og er helt ør i hovedet.


Brugbart svar (2)

Svar #8
13. december 2008 af Erik Morsing (Slettet)

Mellemregning:

dv/v2=-kdt, som integreres til -1/v=-kt+C, t=0=>c=-1/v0, hvoraf v=mv0/(kv0+m). Vi kan finde x og a.


Svar #9
13. december 2008 af 65rtgfw3resf (Slettet)

Mange tak for dine mellemregninger, jeg ville lige høre hvad du mener k og C er?


Brugbart svar (1)

Svar #10
13. december 2008 af mathon

                                                  v = mvo/(kvot+m)


Svar #11
13. december 2008 af 65rtgfw3resf (Slettet)

Okay så:

m*dv/dt=-k*v2 --> dv/v2=-k*dt integreret: -1/v=-k*t+C t=0 -->-1/v0 som bliver v=m*v0/(k*v0*t+m)

Er det sådan jeg skal forstå det?

Jeg er stadig uklar over hvad C og k er.


Skriv et svar til: Projektils flugt

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.