Logistisk modell for raketthastighet R1 V26
Tabellen nedenfor viser farten til en rakett noen sekunder etter at raketten har forlatt utskytingsrampen.
| Tid (sekunder) | \(1\) | \(5\) | \(10\) | \(20\) | \(50\) | \(100\) | \(150\) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fart (meter per sekund) | \(7{,}3\) | \(9{,}2\) | \(10{,}7\) | \(25{,}6\) | \(61{,}3\) | \(183{,}0\) | \(218{,}2\) |
- Lag en modell \(V\) på formen
\[V(t) = \frac{C}{1+a\cdot e^{-kt}} \]
for farten \(V(t)\) meter per sekund, \(t\) sekunder etter at raketten har forlatt utskytingsrampen.
- Hvor lang tid tar det før raketten oppnår en fart på \(100\mathrm{~m/s}\)?
- Når er fartsøkningen til raketten størst? Hvor stor er denne fartsøkningen?
- Hvor lenge øker farten til raketten med mer enn \(2\mathrm{~m/s^2}\)?
a) \(V(t) = \dfrac{223{,}48}{1 + 27{,}33 \cdot e^{-0{,}0478t}}\)
b) \(t \approx \mathbf{64{,}8} \mathrm{~s}\)
c) Størst fartsøkning ved \(t \approx 69{,}2 \mathrm{~s}\), der \(V'(t) \approx \mathbf{2{,}67} \mathrm{~m/s^2}\)
d) Farten øker med mer enn \(2 \mathrm{~m/s^2}\) i ca. \(\mathbf{46{,}1} \mathrm{~s}\)
a
Vi bruker logistisk regresjon på de gitte datapunktene. Regresjon med scipy gir parameterne
Vi definerer modellen i GeoGebra CAS (linje 1):
Se figuren nedenfor for CAS-sesjonen brukt i b)–d).
\(V(t) = \dfrac{223{,}48}{1 + 27{,}33 \cdot e^{-0{,}0478 \cdot t}}\)
b
Vi løser \(V(t) = 100\) numerisk i GeoGebra CAS (linje 2):
Se linje 2 i CAS-figuren: \(t \approx 64{,}79\).
Raketten oppnår \(100 \mathrm{~m/s}\) etter ca. \(\underline{\underline{64{,}8 \mathrm{~s}}}\).
c
Fartsøkningen er \(V'(t)\). Vi deriverer \(V(t)\) i GeoGebra CAS (linje 3) og setter \(V''(t) = 0\) for å finne maksimum (linje 4):
Se linje 4 i CAS-figuren. Vi beregner så \(V'(69{,}2) \approx 2{,}67\).
Fartsøkningen er størst ved \(t \approx \underline{\underline{69{,}2 \mathrm{~s}}}\), der \(V'(t) \approx \underline{\underline{2{,}67 \mathrm{~m/s^2}}}\).
d
Vi løser \(V'(t) = 2\) i GeoGebra CAS (linje 5):
Se linje 5 i CAS-figuren. Siden \(V'(t) > 2\) mellom de to løsningene, er varigheten
Farten øker med mer enn \(2 \mathrm{~m/s^2}\) i ca. \(\underline{\underline{46{,}1 \mathrm{~s}}}\) (fra \(t \approx 46{,}2 \mathrm{~s}\) til \(t \approx 92{,}2 \mathrm{~s}\)).
