[Natuurkunde] Exponentiële afname
Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood
[Natuurkunde] Exponenti
Wanneer een voorwerp afkoelt kun je vaak het temperatuurverloop berekenen door aan te nemen dat het verschil in temperatuur tussen voorwerp en omgeving exponentieel daalt.
Gegevens:
omgevingstemperatuur is 20 graden
op tijdstip t = 4 (4 min) is de temperatuur van het object 70 graden
op tijdstip t = 6 (6 min) is de temperatuur van het object 68 graden
Nu is mijn vraag hoe je aan de hand van deze gegevens een bijpassende EXPONENTIËLE FUNCTIE kan bedenken, zodat ik de temperatuur op t = 0 kan bepalen.
Alvast bedankt
Gegevens:
omgevingstemperatuur is 20 graden
op tijdstip t = 4 (4 min) is de temperatuur van het object 70 graden
op tijdstip t = 6 (6 min) is de temperatuur van het object 68 graden
Nu is mijn vraag hoe je aan de hand van deze gegevens een bijpassende EXPONENTIËLE FUNCTIE kan bedenken, zodat ik de temperatuur op t = 0 kan bepalen.
Alvast bedankt
- Berichten: 7.224
Re: [Natuurkunde] Exponenti
een exponentieel dalende functie is deze in de vorm van:
f(t) = A e-Bt
waarbij A en B constanten zijin en t de tijd.
vul nu beide waarden in die zijn gegeven. Je hebt nu twee vergelijkingen met twee onbekenden (A en B). Los deze op en je hebt je vergelijking.
Op t = 0 is de e-macht 1, waardoor de beginwaarde A is. (en dit is het temperatuursverschil).
f(t) = A e-Bt
waarbij A en B constanten zijin en t de tijd.
vul nu beide waarden in die zijn gegeven. Je hebt nu twee vergelijkingen met twee onbekenden (A en B). Los deze op en je hebt je vergelijking.
Op t = 0 is de e-macht 1, waardoor de beginwaarde A is. (en dit is het temperatuursverschil).
If I have seen further it is by standing on the shoulders of giants.-- Isaac Newton
- Berichten: 3.437
Re: [Natuurkunde] Exponenti
Exponentiele functie: T(t) = A * exp[- c * t]
hierin zijn T(t) de temperatuur op tijdstip t en A en c een constante.
Je hebt 2 datapunten en 2 onbekenden. Eenvoudig op te lossen dus...
Edit: Grrrrrr...... Bart was me voor!
hierin zijn T(t) de temperatuur op tijdstip t en A en c een constante.
Je hebt 2 datapunten en 2 onbekenden. Eenvoudig op te lossen dus...
Edit: Grrrrrr...... Bart was me voor!
Never underestimate the predictability of stupidity...
Re: [Natuurkunde] Exponenti
leg eens iets duidelijker uit en heozo gebruik je een e, en waarom niet gewoon een normale macht van X????Bart schreef:een exponentieel dalende functie is deze in de vorm van:
f(t) = A e-Bt
waarbij A en B constanten zijin en t de tijd.
vul nu beide waarden in die zijn gegeven. Je hebt nu twee vergelijkingen met twee onbekenden (A en B). Los deze op en je hebt je vergelijking.
Op t = 0 is de e-macht 1, waardoor de beginwaarde A is. (en dit is het temperatuursverschil).
xx rick
- Berichten: 3.437
Re: [Natuurkunde] Exponenti
Er wordt om een
gevraagd. Dus krijg je een e-macht...EXPONENTIËLE FUNCTIE
Never underestimate the predictability of stupidity...
-
- Berichten: 704
Re: [Natuurkunde] Exponenti
zulk soort vragen kun je wel een differentiaalvergelijking opstellen en die oplossen.
-
- Berichten: 718
Re: [Natuurkunde] Exponenti
In dit geval mag je ook een macht van 10 nemen (je krijgt dan alleen andere constanten). Overigens kloppen de opgegeven formules niet. De juiste formule is van de vorm: T=A10-Bt+20. De temperatuur van het voorwerp moet immers asymptotisch naar 20 graden gaan (de omgevingstemperatuur).Anonymous schreef:leg eens iets duidelijker uit en heozo gebruik je een e, en waarom niet gewoon een normale macht van X????Bart schreef:een exponentieel dalende functie is deze in de vorm van:
f(t) = A e-Bt
waarbij A en B constanten zijin en t de tijd.
vul nu beide waarden in die zijn gegeven. Je hebt nu twee vergelijkingen met twee onbekenden (A en B). Los deze op en je hebt je vergelijking.
Op t = 0 is de e-macht 1, waardoor de beginwaarde A is. (en dit is het temperatuursverschil).
xx rick
-
- Berichten: 718
Re: [Natuurkunde] Exponenti
Oplossen doe je nu als volgt:
T=A10-Bt+20 en dus voor t=4 en t=6:
A10-B4=70-20
A10-B6=68-20
Door ze op elkaar te delen valt de constante A eruit en kun je B vinden. Vervolgens kun je met de gevonden waarde van B de juiste waarde van A vinden (invullen in een van de vergelijkingen)
T=A10-Bt+20 en dus voor t=4 en t=6:
A10-B4=70-20
A10-B6=68-20
Door ze op elkaar te delen valt de constante A eruit en kun je B vinden. Vervolgens kun je met de gevonden waarde van B de juiste waarde van A vinden (invullen in een van de vergelijkingen)
-
- Berichten: 704
Re: [Natuurkunde] Exponenti
klopt want als je differentiaalvergelijking opstelt moet je wel bedenken dat het een begrensde groei is.
Re: [Natuurkunde] Exponenti
Je spreekt over delen, dien je dan de volgende deling toe te passen:Bert schreef:Oplossen doe je nu als volgt:
T=A10-Bt+20 en dus voor t=4 en t=6:
A10-B4=70-20
A10-B6=68-20
Door ze op elkaar te delen valt de constante A eruit en kun je B vinden. Vervolgens kun je met de gevonden waarde van B de juiste waarde van A vinden (invullen in een van de vergelijkingen)
A10-B4 / A10-B6
Of dien je ook die 70-20 en 68-20 hierbij te betrekken?
-
- Berichten: 718
Re: [Natuurkunde] Exponenti
Ja je moet schrijven:Basje schreef:Je spreekt over delen, dien je dan de volgende deling toe te passen:Bert schreef:Oplossen doe je nu als volgt:
T=A10-Bt+20 en dus voor t=4 en t=6:
A10-B4=70-20
A10-B6=68-20
Door ze op elkaar te delen valt de constante A eruit en kun je B vinden. Vervolgens kun je met de gevonden waarde van B de juiste waarde van A vinden (invullen in een van de vergelijkingen)
A10-B4 / A10-B6
Of dien je ook die 70-20 en 68-20 hierbij te betrekken?
A10-B4 / A10-B6=(70-20)/(68-20)
De eerste term kun je dan vereenvoudigen tot 10B2 zodat B=log((70-20)/(68-20))/2
Re: [Natuurkunde] Exponenti
Ja je moet schrijven:
A10-B4 / A10-B6=(70-20)/(68-20)
De eerste term kun je dan vereenvoudigen tot 10B2 zodat B=log((70-20)/(68-20))/2
Is de eerste term niet te vereenvoudigen tot 10-B2 of zie ik dat verkeerd dat ik denk dat B negatief moet zijn?
-
- Berichten: 718
Re: [Natuurkunde] Exponenti
Anonymous schreef:Ja je moet schrijven:
A10-B4 / A10-B6=(70-20)/(68-20)
De eerste term kun je dan vereenvoudigen tot 10B2 zodat B=log((70-20)/(68-20))/2
Is de eerste term niet te vereenvoudigen tot 10-B2 of zie ik dat verkeerd dat ik denk dat B negatief moet zijn?
Nee B is in dit geval positief (het minteken staat al in de exponent).
-
- Berichten: 718
Re: [Natuurkunde] Exponenti
Overigens is de vraag nog wel eenvoudiger te beantwoorden (zonder logaritmes). In 2 minuten is de temperatuur 2 graden gedaald van 70 naar 68 graden. Het temperatuurverschil (met de omgeving) neemt dus met een factor 48/50 af.
Omdat het een exponentiele afname is geldt die factor niet alleen tussen 4 en 6 minuten maar ook tussen 0 en 2 minuten en tussen 2 en 4 minuten. Bijgevolg was het temperatuurverschil op tijdstip 0 een factor (50/48)2 hoger dan op het tijdstip 4.
De starttemperatuur op tijdstip 0 was dus: (50/48)2*(70-20)+20
Omdat het een exponentiele afname is geldt die factor niet alleen tussen 4 en 6 minuten maar ook tussen 0 en 2 minuten en tussen 2 en 4 minuten. Bijgevolg was het temperatuurverschil op tijdstip 0 een factor (50/48)2 hoger dan op het tijdstip 4.
De starttemperatuur op tijdstip 0 was dus: (50/48)2*(70-20)+20
- Berichten: 5.679
Re: [Natuurkunde] Exponenti
Let op het verschil:leg eens iets duidelijker uit en heozo gebruik je een e, en waarom niet gewoon een normale macht van X????
exponentiële functie = ietsx
machtsfunctie = xiets
En omdat je ietsx altijd kunt schrijven als eiets anders · x gebruik je voor exponentiële functies meestal een e-macht.
In theory, there's no difference between theory and practice. In practice, there is.