Russebil med trigonometrisk fartsfunksjon
Anders og Ivana har kjøpt seg russebil. De skal kjøre bilen til en garasje, men på turen begynner motoren å fuske. Farten \(v\) følger funksjonen
Her er \(v\) gitt i km/t, og \(t\) er antall timer etter at motoren har begynt å fuske.
- Bestem det første tidspunktet gjennomsnittsfarten blir 54 km/t.
- På hvilke tidspunkt har bilen størst akselerasjon når den kjører med farten \(v\)? Hvor stor er denne akselerasjonen?
Når bilen begynner å fuske, er det 2 km til garasjen som bilen skal parkeres i.
- Hvor lenge må Anders og Ivana kjøre for å komme til garasjen, når bilen kjører med farten \(v\)?
a) Gjennomsnittsfart 54 km/t etter \(\approx 0{,}00873 \, \mathrm{t}\) (≈ 31 s)
b) Størst akselerasjon ved vendepunktene: \(\approx 0{,}00436 \, \mathrm{t}\) og \(\approx 0{,}01309 \, \mathrm{t}\)
c) \(\approx 0{,}03684 \, \mathrm{t}\) (≈ 2 min 13 s)

a
Vi ser at likevektslinja er ved 54 km/t, og at sinusfunksjonen har amplituden 6 km/t, samt at den er faseforskjøvet slik vi er allerede har toppfarten 60 km/t ved tiden \(t=0\). Dermed kan vi konkludere med at gjennomsnittsfarten må være 54 km/t i det vi kommer til fartens første bunnpunkt. Ut fra grafen i GeoGebra ser vi at dette er etter 0,00873 timer.
Vi kan også finne gjennomsnittet av funksjonen slik vi har gjort i linje 2 i CAS i GeoGebra.
Gjennomsnittsfarten var 54 km/t for første gang etter 0,00873 timer eller 31 sekunder.
b
Bilen har størst akselerasjon i vendepunktene. Alle vendepunktene ligger langs likevektslinja \(y=54\), og vi kan også finne dem ved å løse \(v''(t)=54\), se linje 3 i CAS.
Perioden til funksjonen er 0,01745 timer eller 63 sekunder, se linja mellom \(B\) og \(D\) i figuren.
Akselerasjonen har sin største negative verdi etter 0,00436 timer eller 16 sekunder, og deretter hvert 63 sekund etter dette. Se punkt \(C\) i figuren.
Akselerasjonen har sin største positive verdi etter 0,01309 timer eller 47 sekunder, og deretter hvert 63 sekund etter dette. Se punkt \(D\) i figuren.
c
Vi kan sette opp likningen (se linje 5 i CAS)
Anders og Ivana må kjøre i 0,03684 timer eller ca 2,21 minutter for å komme til garasjen.