Matematik

Om den canadiske løber Ben Johnson

13. februar 2010 af nina.rc (Slettet)

Hej, jeg har brug for hjælp til at løse ALLE opgaverne, jeg tror at den første giver 10,64 m/s ved bare at sætte det ind i formlen, men herefter går jeg i stå... håber der er hjælp at hente (:

Den canadiske løber Ben Johnson løb ved de olympiske lege i Seoul distancen 100 meterpå 9,83 sekunder. Hans gennemsnitsfart var dermed 10,17 meter pr. sekund. Præcisemålinger på videooptagelser af løbet har gjort det muligt at opstille en model for Ben Johnsons fart igennem løbet.

Man har fundet modellen:
v(x)= 12,42-0,0944x-12,42*0,4937^x

hvor v(x) er farten (målt i meter pr. sekund), og x er tiden (målt i sekunder) siden løbets start.

a) Bestem farten efter 3,00 sekunders løb.
Bestem, hvornår farten var 10,17 meter pr. sekund.

Den strækning s (målt i meter), som Ben Johnson løb i de første t sekunder, kan beregnesved formlen:
s = ∫ (t øvre grænse) (0 nedre grænse) v(x) dx

Hvor langt løb han de første 2,00 sekunder?
Hvor langt løb han de næste 2,00 sekunder?

På forhånd tak


Brugbart svar (1)

Svar #1
13. februar 2010 af Andersen11 (Slettet)

a) Sæt x=3,00 ind i udtrykket for v(x) og regn løs.
Løs derefter ligningen v(x) = 10,17

b) Beregn integralerne ∫20 v(x) dx og ∫42 v(x) dx ud fra udtrykket for v(x). Benyt, at ax = ln(a) ex


Svar #2
20. februar 2010 af nina.rc (Slettet)

 i a (2) får jeg 2 x'er ved at anvende solve..:

x= 2,5829 el. x= 23,8347

det vil bare give mest mening med den første x, selvom de begge umiddelbart virker.. så havd gør jeg nu?

i b'eren kan jeg godt se meningen med det du skriver, men har stadig ikke nogen ide om, hvordan jeg skal gøre...


Brugbart svar (2)

Svar #3
20. februar 2010 af Andersen11 (Slettet)

Ja, ligningen har måske flere løsninger, men du har også fået oplyst, at han løb distancen på 9,83 sek , dvs. du skal vælge den løsning, der er i tidsintervallet mellem 0 og 9,83 sek, altså x = 2,5829.

I b) har du v(x) på formen

v(x) = a -bx - c dx og du skal beregne

s(t) = ∫t0 v(x) dx .

Her kan du benytte, at

dx = ln(d) ex ,

så skulle du kunne finde stamfunktioner og beregne integralet.


Brugbart svar (1)

Svar #4
20. februar 2010 af Andersen11 (Slettet)

Den sidste ligning skulle være

dx = ln(d) ex


Svar #5
20. februar 2010 af nina.rc (Slettet)

TAK (;

så det hedder:

d^x = ln(0,4937) e^2 ? og hvad er e?


Svar #6
20. februar 2010 af nina.rc (Slettet)

 jeg får det til - 5,2154 

sørgeligt :P


Brugbart svar (2)

Svar #7
20. februar 2010 af Andersen11 (Slettet)

Først var jeg lige lidt for hurtig før, for

dx = ex ln(d) = exp(x ln d)

e er grundtallet for den naturlige logaritmefunktion

ex = exp(x) og e = exp(1) = 2,718....

Så integralet bliver

s(t) = ∫t0 v(x) dx = ∫t0 (a - bx - c ex ln(d)) dx = [ax - b/2 x2 - c/ln(d) ex ln(d) ]t0 = at - b/2 t2 - c/ln(d) et ln(d) + c/ln(d)

      = at - b/2 t2 - c/ln(d) (et ln(d) - 1)

Indsætter jeg værdierne for a, b, c, og d, får jeg

s(2) = 11,344 m (så langt løb han i de første 2  sek)

og

s(4) = 32,374 m (så langt løb han i de første 4 sek)

I de næste 2 sek (fra t = 2 sek til t = 4 sek) løb han da

s(4) - s(2) = 21,030 m


Svar #8
21. februar 2010 af nina.rc (Slettet)

 Jes jeg forstår det!

faktisk fuldstændigt (:

men er det ikke urealistisk at han løber 11,344 m på de første 2 sekunder og 10,17 meter på 1 sekund (selvom det er i gennemsnit) ? 

Tak for al din hjælp!!


Brugbart svar (1)

Svar #9
21. februar 2010 af Andersen11 (Slettet)

Han starter jo fra hvile, med hastigheden 0m/s. Det tager lige lidt tid at komme op på sådan en hastighed. Så i de første 2 sek er hans gennemsnitshastighed 5,672 m/s, men allerede i de næste 2 sek (fra 2s til 4s) er hans gennemsnitshastighed 10,515 m/s, altså hurtigere end gennemsnitshastigheden 10,17 m/s over hele løbet. Nå han er langsommere end gennemsnitshastigheden på en del-etape, må han være hurtigere på andre del-etaper.


Svar #10
21. februar 2010 af nina.rc (Slettet)

Ja, det er rigtigt nok. Jeg kan godt forstå det. 

Tusind gange tak for din hjælp!
Det var rigtig pænt at dig (:


Brugbart svar (1)

Svar #11
27. marts 2012 af Chris9192 (Slettet)

Hey Andersen11. Jeg sidder med samme opgave - og jeg kan simpelthen ikke forstå "ex = exp(x) og e = exp(1) = 2,718...." dette her. Hvor i alverden får du de 2,718 fra?


Brugbart svar (1)

Svar #12
27. marts 2012 af Andersen11 (Slettet)

#11

Det er jo den tilnærmede værdi for grundtallet e for den naturlige logaritmefunktion.

e ≈ 2,718...


Brugbart svar (1)

Svar #13
27. marts 2012 af Chris9192 (Slettet)

nååå okay hehe mange tak (:

Men faktisk er det generalt hele din forklaring, som forvirre mig meget.

Især: Så integralet bliver

s(t) = ∫t0 v(x) dx = ∫t0 (a - bx - c ex ln(d)) dx = [ax - b/2 x2 - c/ln(d) ex ln(d) ]t0 = at - b/2 t2 - c/ln(d) et ln(d) + c/ln(d)

      = at - b/2 t2 - c/ln(d) (et ln(d) - 1)

Indsætter jeg værdierne for a, b, c, og d, får jeg s(2) = 11,344 m (så langt løb han i de første 2  sek)

og s(4) = 32,374 m (så langt løb han i de første 4 sek)

I de næste 2 sek (fra t = 2 sek til t = 4 sek) løb han da s(4) - s(2) = 21,030 m

Jeg benytter mig af TI-Nspire og det integralet bliver, er både volapyk for mig og for TI-Nspire :/

?


Brugbart svar (2)

Svar #14
27. marts 2012 af Andersen11 (Slettet)

#13

Som du ser, er det lidt mere end 2 år siden, at jeg sidst så på de beregninger. Man har udtrykket for hastigheden v(x):

v(x) = 12,42 -0,0944x -12,42·0,4937x

hvor v(x) er hastigheden til tiden x siden løbets start.

Den samlede distance s(t) , der er løbet til tiden t siden løbets start, beregnes som

s(t) = 0t v(x) dx = [ 12,42x - 0,0944x2/2 - 12,42·0,4937x/ln(0,4937) ]t0

                            = 12,42t - (0,0944/2)·t2 -(12,42/ln(0,4937))·0,4937t + 12,42/ln(0,4937)

Ved indsættelse beregner man så

s(2) = 11,344m og

s(4) = 32,374m,

og man kan så let beregne s(4) - s(2) .


Brugbart svar (2)

Svar #15
27. marts 2012 af Chris9192 (Slettet)

Tusind tak hr. Andersen du har lige reddet min dag (;


Brugbart svar (0)

Svar #16
23. april 2015 af Crimerider (Slettet)

Kan nogen hjælpe mig med den første del, i opgave a? :-)


Brugbart svar (0)

Svar #17
23. april 2015 af Andersen11 (Slettet)

#16

Læs forklaringerne i #1, #2 og #3.


Brugbart svar (0)

Svar #18
23. april 2015 af Crimerider (Slettet)

Jeg spørger fordi jeg ikke forstår #1, 2 og 3.....

Jeg forstår ingenting af det :'-(


Brugbart svar (0)

Svar #19
23. april 2015 af Andersen11 (Slettet)

#18

a) Man kender farten som en funktion v(x) , hvor x er tiden målt i sek efter løbets start og v er farten målt i m/sek. Man skal først beregne v(x) til tiden x = 3,00 sek. Det gøres ved at indsætte x = 3,00 i forskriften
for v(x). Dernæst skal man bestemme det tidspunkt, hvor farten var 10,17 m/sek. Det gøres ved at løse ligningen

        v(x) = 10,17

dvs.

        12,42 -0,0944x -12,42·0,4937x = 10,17

som man bekvemt løser ved at benytte et CAS-værktøj.


Brugbart svar (0)

Svar #20
24. april 2015 af Crimerider (Slettet)

Tusind tak.


Skriv et svar til: Om den canadiske løber Ben Johnson

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.