Vraagstuk projectielbeweging

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 66

Vraagstuk projectielbeweging

Hallo!

Hoe zouden jullie volgend vraagstuk oplossen:

Opgave

Een vijandig schip ligt aan de oostkust van een bergachtig eiland. Het vijandig schip is tot 2500m genaderd van een 1800m hoge bergtop en kan projectielen afvuren met een beginsnelheid van 250m/s. Indien de westelijke kustlijn 300m verwijderd is van de bergtop (in horizontale richting), op welke afstanden van de westkust zal een schip veilig zijn voor de bombardementen van het vijandig schip?

Afbeelding

Oplossing

Ik heb eens geprobeerd het op te lossen en dit is mijn resultaat.
\(x = v_0 cos \theta ty = v_0 sin \theta t - \frac{1}{2} g t^2<=> t = \frac{x}{v_0 cos \theta}\)
Deze t vul ik in y in:
\(y = \frac{sin \theta}{cos \theta}x - \frac{1}{2}g \frac{x^2}{v_0^2 cos^2}\)
Nu schrijf ik alles in functie van tan theta:
\(y = tan \theta x - \frac{g}{2v_0}(tan^2 \theta + 1) X\)
Weet iemand hoe ik verder kan? Ik weet niet hoe ik deze vergelijking aan die 2 voorwaarden kan laten voldoen...
He who asks, is a fool for five minutes, but he who does not ask remains a fool forever.

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Vraagstuk projectielbeweging

Als een granaat het schip bereikt op het tijdstip t=t1 moet y(t1)=0 zijn.

Opm: je bewegingsverg x(t) en y(t) kunnen tot verwarring leiden.

Gebruikersavatar
Berichten: 66

Re: Vraagstuk projectielbeweging

Safe schreef:Als een granaat het schip bereikt op het tijdstip t=t1 moet y(t1)=0 zijn.

Opm: je bewegingsverg x(t) en y(t) kunnen tot verwarring leiden.
Ja maar hoe weet je dan dat het projectiel over die berg gaat en verder dan 2800m? Ik vraag me af hoe ik die vergelijk eigenlijk aan de voorwaarden y > 1800 en x > 2800 kan laten voldoen

Hoezo, verwarring?
He who asks, is a fool for five minutes, but he who does not ask remains a fool forever.

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Vraagstuk projectielbeweging

Ik geef een hint, daar kan je wat mee doen ...

Dan kan je x(t) uitdrukken in theta en bestuderen.
Hoezo, verwarring?
Dan zie je dus niet wat ik zie: x en y 'zitten aan elkaar vast'.

Gebruikersavatar
Berichten: 66

Re: Vraagstuk projectielbeweging

Safe schreef:Ik geef een hint, daar kan je wat mee doen ...

Dan kan je x(t) uitdrukken in theta en bestuderen.

Dan zie je dus niet wat ik zie: x en y 'zitten aan elkaar vast'.
Dat was de bedoeling, ik dacht dat ik dan zo die 2 voorwaarden erin kon verwerken, maar ik weet niet goed hoe ik dit moet doen.

Kun je anders eens uitleggen hoe jij het precies zou doen?

Alvast bedankt ;)
He who asks, is a fool for five minutes, but he who does not ask remains a fool forever.

Gebruikersavatar
Berichten: 66

Re: Vraagstuk projectielbeweging

Ik heb een ingescande oplossing van iemand anders gekregen:
\(y = tan \theta x - \frac{g}{2v_0}(tan^2 \theta + 1) x\)
\(<=> \frac{gx^2}{2v_0^2}tan^2 \theta -x tan \theta + \frac{gx^2}{2v_0^2} + y = 0\)
\(<=> tan^2 \theta - \frac{2v_0^2}{gx}tan \theta + 1 = - \frac{2v_0^2}{gx^2}y < \frac{-2v_0^2}{gx^2} 1800\)


dus:
\(tan^2 \theta - A tan \theta < B\)
\(<=> tan^2 \theta - 5,1 tan \theta + 4,07 < 0\)
\(<=> tan \theta < 3,9 => \theta = 75,6°\)
\(<=> tan \theta > 1,7 => \theta = 50,2°\)


Ik heb echter geen flauw idee van waar hij die A en B haalt.
He who asks, is a fool for five minutes, but he who does not ask remains a fool forever.

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Vraagstuk projectielbeweging

\(y = tan \theta x - \frac{g}{2v_0}(tan^2 \theta + 1)x^2\)
Ok, ik zal verder gaan met deze (verbeterde) verg.

Vul x=2500 en y=1800 in (waarom?), dan heb je een kwadr verg in tan(theta). Je kan nu de grenzen bepalen waar theta aan moet voldoen om over de top te komen.

Gebruikersavatar
Berichten: 66

Re: Vraagstuk projectielbeweging

Safe schreef:Ok, ik zal verder gaan met deze (verbeterde) verg.

Vul x=2500 en y=1800 in (waarom?), dan heb je een kwadr verg in tan(theta). Je kan nu de grenzen bepalen waar theta aan moet voldoen om over de top te komen.
Ik zie het denk ik. Volgens mij moet je x=2500 invullen en dan ervoor zorgen dat het beeld de y < 1800 is.

Hiervan moeten nulpunten gezocht worden. En dan een tekenschema van gemaakt worden zodat je kan zien welke thetawaarden aan de voorwaarde voldoen.

Ik begrijp het geloof ik. ;)

Bedankt!
He who asks, is a fool for five minutes, but he who does not ask remains a fool forever.

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Vraagstuk projectielbeweging

Ok, maar y>1800.

De verg waarvan je nu uitgaat is niets anders dan de verz van kogelbanen.

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 6.590

Re: Vraagstuk projectielbeweging

Inde oplossing die je van iemand anders hebt gekregen staat een klein foutje

Er staat
\( \tan \alpha =1,7 \)
Dit moet zijn
\( \tan \alpha =1,1975\)
De 2 hoeken zijn juist.
\(\alpha=50,1356\)
\( \alpha=75,6157 \)

Reageer