Studieretningsprojekt/-opgave (SRP/SRO)

differentialligning der beskriver et flys hastighed

12. december 2010 af And1306 (Slettet) - Niveau: A-niveau

 Hej folkens

Jeg skal opstille en første ordens differentialligning der beskriver et flys hastighed under antagelse af konstant motorkraft og en luftmodstand der er proportional med hastigheden i anden potens. denne skal løses ved numeriske metoder.

jeg er med på løsningen ved de numeriske metoder, men jeg kan ikke se hvilken differentialligning der ville passe.

jeg har kigget lidt på y' = y*(b - a*y), men ved ikke om det er den rigtige.

ville være dejligt hvis der var en venlig person der ville skubbe mig i den rigtige retning :)

- på forhånd tak.


Brugbart svar (0)

Svar #1
13. december 2010 af peter lind

I vandret retning er flyet påvirket af motorkraften og luftmodstanden altså Fx = Fmotor-k*v2

I lodret retning er flyet påvirket af tyngdekraften og en opdrift fra vingerne. altså Fy = -mg+Fopdrift. Jeg har ikke set din opgave; men jeg kunne tænke mig at den resulterende kraft i lodret retning forudsættes at være 0


Svar #2
13. december 2010 af And1306 (Slettet)

 ja, da den flyver ved konstant hastighed, man må antage at det også er i en konstant højde, så den resulterende kraft i lodret retning må være nul.

jeg har tænkt lidt videre og er kommet frem til:

m*v'=Fmotor - k*v^2

kan ikke helt få den videre der fra.


Brugbart svar (0)

Svar #3
13. december 2010 af peter lind

Hvis den flyver med konstant hastighed er v'=0


Svar #4
13. december 2010 af And1306 (Slettet)

 nej undskyld, en fejl fra min side.

her er opgave beskrivelsen:

opstil en første ordens differentialligning der beskriver et flys hastighed under antagelse af konstant motorkraft og en luftmodstand der er proportional med hastigheden i anden potens. denne skal løses ved numeriske metoder.


Brugbart svar (0)

Svar #5
13. december 2010 af peter lind

Hvis flyveren holder sig i samme højde er din ligning i #2 korrekt.


Svar #6
13. december 2010 af And1306 (Slettet)

 lækkert, så skal jeg vel bare sætte Fmotor til en tilfældig værdi ?


Brugbart svar (0)

Svar #7
14. december 2010 af peter lind

Jeg synes du skal beholde den som en parameter; med mindre din opgave siger noget andet.


Svar #8
14. december 2010 af And1306 (Slettet)

 det er dét, min opgave siger ikke så meget, den siger at jeg skal opstille differentialligningen og løse den nummerisk. 

jeg ved bare ikke hvordan jeg skal få løst denne differentialligning nummerisk ?

skal den omformes eller hvad skal der gøres ?


Brugbart svar (0)

Svar #9
14. december 2010 af peter lind

Numerisk løsning af differentialligning gøres normalt i et program. Der findes rent faktisk adskillige metoder til at løse differentialligninger numerisk. I det aktuelle tilfælde kan den godt løses analytisk ved brug af separation af variable. Hvis en del af din opgave består i at finde metoder til løsning af differentialligninger numerisk må du få fat i en bog om dette emne.


Svar #10
14. december 2010 af And1306 (Slettet)

 jeg har bestemt mig at løse den ved 2 forskellige metoder, Eulers metode og Rung kutta metoden, jeg regner med at løse den i Excel.

det er bare lige det at komme igang, jeg kan ikke se hvordan jeg skal få de forskellige dele af differentialligningen "oversat" til tal ?


Brugbart svar (0)

Svar #11
14. december 2010 af peter lind

Der er du nød til at sætte masse, motorkraft og k til et eller andet. Da det åbenbart bare drejer sig om en øvelser det næppe væsentlig hvad du sætter dem .  Motorkraft og k bør sættes så totalkraften bliver 0 ved en rimelig flyhastighed.


Svar #12
14. december 2010 af And1306 (Slettet)

 en rimelig flyvehastighed er vel 150m/s

så den kunne vel se sådan ud:

2000*v' = 225000 - 10*1502 ?


Brugbart svar (0)

Svar #13
14. december 2010 af peter lind

Ja; men v2 er stadig en variabel


Svar #14
14. december 2010 af And1306 (Slettet)

 okay. 

skal jeg ikke have isoleret v' før jeg kan begynde at løse den ?

v' = (225000 - 10*v2)/2000
?


Brugbart svar (0)

Svar #15
14. december 2010 af peter lind

ja


Svar #16
14. december 2010 af And1306 (Slettet)

 tusinde tak for hjælpen til at knække denne nød !


Svar #17
14. december 2010 af And1306 (Slettet)

 har fået løst den ved eulers metode, så mangler bare runge kutta :)


Skriv et svar til: differentialligning der beskriver et flys hastighed

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.