T1 uitrekenen

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Berichten: 108

T1 uitrekenen

Ik snap niet hoe ik volgend vraagstuk moet bereken.

Een goederentrein start vanuit stilstand en beweegt met een constante versnelling van
\(0.15m/s^2\)
. Na een tijd t' blijft de trein met constante snelheid rijden zodat deze op t = 160s een afstand van 600 m heeft afgelegd. Bereken de tijd t'.

Gegeven:
\(a = 0.15m/s^2t = 160s s=600m\)
Gevraagd:

t'

Uitwerking:
\(v(t) = v(0) + \int_0^t adt = \int_0^t 0.15dt = 0.15t\)
\(s(t) = s(0) + \int_0^t vdt = \int_0^t 0.15tdt = 0.075t^2\)
Dat is voor tijdsperiode
\(0 < t < t_1\)
Daarna heb ik dit gedaan, wat volgens mij al niet klopt.

Tijdsperiode
\(t_1 < t < 160sv(t) = v(t_1) + \int_t_1^t 0.15dt = 0.15t_1 + 0.15t - 0.15t_1\)
kom je dus weer op hetzelfde neer.

HOe kan ik t_1 uitrekenen?

Gebruikersavatar
Berichten: 2.609

Re: T1 uitrekenen

Je versnelt tot tijd t':

De snelheid en afgelegde weg zijn op t' gelijk aan:
\(v' = a \cdot t'\)
\(s' = \frac{1}{2}a \cdot t'^2\)
Je hebt nu al t' seconden gereden en je moet ervoor zorgen dat je op t = 160s een afgelegde weg van 600 m hebt.

Hoe lang moet je nog rijden denk je?

En aan welke snelheid doe je dat?

Kan je dan een vergelijking opstellen voor de totale afgelegde weg (versnelde stuk + constant stuk)?

Berichten: 1.116

Re: T1 uitrekenen

\(\frac{1}{2}at_1² + at_1t_2 = at_1(\frac{1}{2}t_1+t_2) = 600m\)


Lijkt mij dat je daar de integraalrekening helemaal niet voor nodig hebt (tenminste: afgezien van de integralen, die de standaardformules je al gewoon bieden).

Berichten: 1.116

Re: T1 uitrekenen

Nog één toevoeging:
\(t_1 + t_2 = 160s\)


Vervolgstappen kun je zelf, naar ik aanneem...

Gebruikersavatar
Berichten: 2.609

Re: T1 uitrekenen

JWvdVeer schreef:Nog één toevoeging:

Vervolgstappen kun je zelf, naar ik aanneem...
Je geeft nu wel het enige 'moeilijke' weg en dat zou hij toch zelf wel kunnen vinden.
ikzelf schreef:Je hebt nu al t' seconden gereden en je moet ervoor zorgen dat je op t = 160s een afgelegde weg van 600 m hebt.

Hoe lang moet je nog rijden denk je?

Berichten: 1.116

Re: T1 uitrekenen

Ik vraag me af of dat het enige moeilijke is. Dat is iets wat je nog zelf heel goed kunt verzinnen. De vervolgstappen hiervan zien sommige mensen juist niet, het zogezegde toepassen van de combinaties van formules, om maar lekker vaag te blijven...

Berichten: 108

Re: T1 uitrekenen

Nou het zal vast wel heel makkelijk zijn, maar ik snap er niets van...

Ik kom er niet uit!

Met de formules:
\(at_1(\frac{1}{2}t_1 + t_2) = 600\)
\(t_1 + t_2 = 160 --> t_1 = 160 - t_2\)
\(at_1(\frac{1}{2}t_1 + t_2) = 600\)
\(\frac{1}{2}at_1^2 + at_1t_2 = 600\)
\(\frac{1}{2}*0.15(160 - t_2)^2 + 0.15(160-t_2)*t_2 = 600\)
\(1920 - 0.075t_2^2 + 24 - 0.15t_2^2 = 600\)
\(-0.225t_2^2 = -1344\)
\(t_2 = 77.29s\)
\(t_1 = 82.71s\)
Terwijl het antwoord moet zijn t' = 27.3 s...

Gebruikersavatar
Berichten: 2.609

Re: T1 uitrekenen

Stampertje schreef:Nou het zal vast wel heel makkelijk zijn, maar ik snap er niets van...

Ik kom er niet uit!


Lees deze uitleg nog eens, beantwoord de vragen die ik op het einde stel en gebruik alsjeblieft dezelfde notatie. (Ik geloof dat ik de notatie van de opgave volg.)

Berichten: 108

Re: T1 uitrekenen

Mm..ja kom ik er ook niet mee uit. Wat ik in eerste instantie dacht was dit:

v = 0.15t

s = 0.5at^2

600/160 = 3.75 m/s

3.75 = 0.15 * t

t = 25 s.

Maar dat was iets te simpel gedacht

Maar hij moet versnellen tot v= 3.75 m/s om op t=160s een snelheid van 600 m te hebben, toch?

En als hij v = 3.75 heeft bereikt blijft die snelheid constant

Berichten: 1.116

Re: T1 uitrekenen

Persoonlijk vind ik niet dat je de meest handige substitutie gekozen hebt (zou zelf t2 gesubstitueerd hebben). Daarnaast kun je a er al uit werken voordat je hem verder oplost.

Maar om jouw manier te kiezen:
\(\frac{0.15}{2}(160 - t_2)^2 + 0.15(160-t_2)t_2 = 600\)
\(\frac{0.15}{2}(160 - t_2)^2 + 0.15(160-t_2)t_2 -600 = 0\)
\(\frac{0.15}{2}(t_2^2 -320t_2 + 25600) + 24t_2 - 0.15t_2^2 -600 = 0\)
Werk dit nu eens verder uit...?

Daarin zat namelijk gewoon je fout.

En ja, ik kom op 27.3s voor t1...

Gebruikersavatar
Berichten: 2.609

Re: T1 uitrekenen

Het is vrij cruciaal dat je dit begrijpt:

Als je al t' seconden gereden hebt en je moet in totaal 160 seconden rijden, hoe lang moet je dan nog rijden?

Na t' seconden is er een snelheid v' = a*t' bereikt, deze zal aangehouden worden gedurende de rest van de tijd.

Je kan dan een formule opstellen voor de totale afgelegde weg: s = s' + v'*[tijd die je nog moet rijden]

Je weet dat s = 600 m moet gelden, dan houd je als het goed is een vergelijking over waar enkel t' onbekend is en die kan je dan berekenen.

Denk nu eens even na en zoek [tijd die je nog moet rijden]

Berichten: 108

Re: T1 uitrekenen

Ja ik zie al waar ik fout was gegaan, beetje stom. Maar ik snap niet precies hoe je aan de formule komt
\(\frac{1}{2}at_1^2 + at_1t_2 = 600\)
Is die afgeleid van
\(s = s_0 + vt + 0.5at^2\)

Berichten: 1.116

Re: T1 uitrekenen

Je kunt de formule heel eenvoudig afleiden, zonder moeilijke integralen e.d.:

Je gaat eerst een stuk met versnelling rijden, dat doe je t1 seconden:
\(s_1 = \frac{1}{2}at_1^2\)
Daarna ga je over op een constante snelheid. De snelheid die je op dat moment rijdt is:
\(v = at_1\)
Je gaat die snelheid rijden voor t2 seconden:
\(s_2 = vt_2 = at_1t_2\)
Combineer het geheel:
\(s_{totaal} = s_1 + s_2 = \frac{1}{2}at_1^2 + at_1t_2\)
Zelf had ik overigens deze oplossing:
\(\frac{1}{2}at_1² + at_1t_2 = at_1(\frac{1}{2}t_1+t_2) = 600m\)
\(t_1 + t_2 = 160s \longrightarrow t_2 = (160-t_1)\)
\(t_1(\frac{1}{2}t_1+(160 - t_1)) = \frac{600m}{a} = 4000s²\)
\(-\frac{1}{2}t_1²+160t_1-4000=0\)
\(t_1 = 160-\sqrt{17600} = 160 - 40\sqrt{11} \approx 27.335\)
Is een stuk simpeler, naar mijn mening ](*,) .

Reageer