Matematik

Højden på en Keglestub.

08. juni 2018 af Jepi (Slettet) - Niveau: C-niveau

Jeg har en opgave, hvor jeg har målene på en keglestub:

h = 10 cm

r = 5 cm

R = 10 cm

Det vil sige at rumfanget er 1832.595715 cm3. Hvis der så bliver hældt 1000 cm3 vand i, hvor højt ville vandet så stå ?


Brugbart svar (0)

Svar #1
08. juni 2018 af PeterValberg

Umiddelbart synes det at blive lidt besværligt at beregne, idet at
både højden og radius af den lille cirkulære flade bliver mindre,
når rumfanget af vandet bliver mindre, hvilket giver to ubekendte,
og deraf følger, at beregningen bliver vanskelig.

Er det de eneste informationer, du har fået?

- - -

mvh.

Peter Valberg
(YouTube)


Brugbart svar (0)

Svar #2
08. juni 2018 af Eksperimentalfysikeren

Der mangler en oplysning: Er det den lille eller den store cirkelflade, der er nederst?


Svar #3
08. juni 2018 af Jepi (Slettet)

Det er den lille der er nederst.


Brugbart svar (0)

Svar #4
08. juni 2018 af Eksperimentalfysikeren

Dit første resultat er rigtigt.

Du skal nu regne på en keglestub med højde x og radius w i den øverste cirkelflade. Du skal først opstille et udtryk for w udtrykt ved x. Når du har opstillet de, indsætter du det i formlen for rumfanget af en keglestub. Så får du en andengradsligning, som du løser.


Brugbart svar (0)

Svar #5
08. juni 2018 af Eksperimentalfysikeren

UPS Nej, en trediegradsligning!

Du kan enten slå løsningsmetoden op og bruge den, eller benytte en numerisk metode til at finde højden.


Brugbart svar (0)

Svar #6
08. juni 2018 af SuneChr

Isolér h i den generelle rumfangsformel for keglestubben og indsæt derefter V = 1000 .
Den beregnede højde h skal derfor regnes fra bunden med den mindste radius, da de 1000 cm3
ligger over halvdelen af hele højden, som korresponderer med keglestubbens fulde rumfang på 1832,... cm3


Brugbart svar (0)

Svar #7
08. juni 2018 af SuneChr

# 6 var vist lidt forhastet. Se bort fra indlægget.
Vi skal løse
π/12(h3 + 30h2 + 300h) = 1000
hvor h regnes fra grundfladen med den mindste radius.


Svar #8
08. juni 2018 af Jepi (Slettet)

Hvad repræsentere 30 og 300 ?


Brugbart svar (0)

Svar #9
08. juni 2018 af Eksperimentalfysikeren

Du har:

π/3*(r2 + r*w + w2) = 1000

og w = r+x*(R-r)/h

Indsæt talværdierne for r, R og h og indsæt w fra den nederste ligning i den øverste. Reducer ligningen.

(h i #7 er  det, jeg kalder w for ikke at forveksle det dem h i #0)


Svar #10
08. juni 2018 af Jepi (Slettet)

Det virker ikke for mig, resultatet jeg får ser sådan ud.

Vedhæftet fil:Screenshot (4).png

Brugbart svar (0)

Svar #11
08. juni 2018 af ringstedLC

Du kan ikke bare skrive 1L. Skriv 1000 istedet.


Brugbart svar (0)

Svar #12
08. juni 2018 af Festino

Der er givet en keglestub, hvor bunden er en cirkelskive med radius r=5, toppen er en cirkelskive med radius R=10 og højden er h=10. Keglestubben tænkes delvist fyldt med vand, således at vandoverfladen udgør en cirkelskive med en radius, som vi kan kalde x. Afstanden fra keglens toppunkt til vandoverfladen er

\frac{h}{R-r}\cdot x=\frac{10}{10-5}\cdot x=2x.

Heraf følger, at vandets volumen er

V=\frac{1}{3}\pi\left(x^2\cdot 2x-5^2\cdot 10\right)=\frac{1}{3}\pi\left(2x^3-250\right).

Antag nu, at volumen er V=1000. Så opfylder x ligningen

\frac{1}{3}\pi\left(2x^3-250\right)=1000,

som let kan omskrives til

x^3=\frac{1500}{\pi}+125.

Herefter er det blot at tage kubikroden. Da afstanden fra keglens toppunkt til vandoverfladen er 2x og afstanden fra keglens toppunkt til keglestubbens bund er 2r=10, er vandets højde 2x-10.


Brugbart svar (0)

Svar #13
09. juni 2018 af SuneChr

Lad os for fuldstændighedens skyld se, hvordan højde og rumfang hænger sammen.
SP 090620180235.JPG

Vedhæftet fil:SP 090620180235.JPG

Brugbart svar (0)

Svar #14
09. juni 2018 af Eksperimentalfysikeren

#12 er en elegant løsning!


Svar #15
10. juni 2018 af Jepi (Slettet)

#13

Lad os for fuldstændighedens skyld se, hvordan højde og rumfang hænger sammen.
SP 090620180235.JPG

Hvad er forskriften for linjen ?


Brugbart svar (0)

Svar #16
10. juni 2018 af SuneChr

Funktionen # 7
V = f (h) = π/12(h3 + 30h2 + 300h)
har den omvendte funktion
h = f - 1(V) = 2^{\frac{2}{3}}\cdot \sqrt[3]{\frac{3V}{\pi }+250}-10
h er valgt som y-akse for at give et umiddelbart billede af den lodrette højde regnet fra bunden.
Kurven  # 13 er kurven for f (h) som er spejlet i linjen y = x
Man kan v.h.a. kurven så at sige volumeninddele keglestubben med målestreger for f.eks. hver 100 cm3
eller en anden inddeling, hvis man skal bruge det.  

   


Skriv et svar til: Højden på en Keglestub.

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.