Muffinsform og differensiallikning
Lov på eksamen
- Kalkulator
- CAS
- Graftegner og regneark
- Lærebok, formelsamling og egne notater
Ikke åpent internett, kommunikasjon med andre eller kunstig intelligens.
Kan den løses uten PC?
2 av 4 deloppgaver kan løses uten PC.
Fra 2027 er det bare kalkulator og skriftlige hjelpemidler på del 2. Vurderingen er gjort med KI og kan inneholde feil.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Når en muffinsform faller, vil farten (i meter per sekund) til muffinsformen sekunder etter at den ble sluppet, tilfredsstille differensiallikningen
Kort tid etter at muffinsformen ble sluppet, vil den få tilnærmet konstant fart. Denne farten kalles muffinsformens terminalfart .
Begrunn at .
For en type muffinsformer vil .
Bruk CAS til å vise at farten for denne typen muffinsformer er gitt ved
Strekningen muffinsformen har beveget seg i løpet av de første sekundene etter at den er sluppet, er gitt ved
Hvor lang tid vil det gå fra du slipper en muffinsform av denne typen, til den har falt 12 meter?
Når du slipper en annen type muffinsform, tar det sekunder fra den slippes, til den har falt 12 meter.
Bestem terminalfarten til denne typen muffinsform.
Fasit
Se CAS-verifisering under.
LøsningsforslagKI-generert
Rett etter at muffinsformen slippes, øker farten . Etter kort tid blir farten tilnærmet konstant lik terminalfarten . Når farten er konstant, endrer den seg ikke lenger, altså er den momentane endringen .
Vi setter og inn i differensiallikningen:
Siden , må
Differensiallikningen
er separabel. Med gir separasjon og integrasjon løsningen
Vi bruker CAS til å sjekke at tilfredsstiller differensiallikningen: vi legger inn differansen mellom venstre og høyre side av likningen og forenkler.

CAS gir 0 i linje 2, altså er
for alle , som viser at løser differensiallikningen med .
Videre bruker vi identiteten med , og siden , får vi
som er akkurat uttrykket vi skulle vise.
Strekningen er gitt ved
Vi bruker CAS til å regne ut integralet og løse for .

Fra linje 3 i CAS-utklippet finner vi nullpunktet til i intervallet :
Det tar altså omtrent sekunder fra muffinsformen slippes til den har falt .
For en generell terminalfart er farten , og strekningen etter sekunder er
Vi vet at det tar sekunder å falle , altså . Fra linje 5–6 i CAS-utklippet over (r2-h19-2-4cd.png) er og satt opp, og linje 7 viser at
Dette bekrefter at er (tilnærmet) løsningen av .
Denne typen muffinsform har altså en høyere terminalfart enn den første typen ( mot ), og faller derfor raskere.