Jarle10 wrote:Oppfølger:
Hvis baseballspilleren skyter ballen med en vinkel [tex]\theta[/tex] på den skrå bakken som har vinkelen [tex]\phi[/tex] med horisontalplanet, hvor stor må starthastigheten være om han ønsker å skyte den bort med lengden [tex]L[/tex] langs skråplanet?
Vinklene er slik at summen av dem er mindre enn 90 grader.
Hva er maksimalhøyden på ballen?
Vi legger kastet inn i et koordinatsystem; y-aksen loddrett oppover og x-aksen bortover langs horisontalplanet. En vektorfunksjon som gir posisjonsvektoren til ballen er
[tex]\vec{r}(t)=[v_0 \cdot cos(\phi+\theta)t, v_0 \cdot sin(\phi+\theta)t-\frac{1}{2}gt^2][/tex]
I tillegg til origo vet vi at punktet [tex](Lcos\phi, Lsin\phi)[/tex] ligger på parabelen ballen følger. Det gir oss et par ligninger:
[tex]v_0 \cdot cos(\phi+\theta)t=Lcos\phi[/tex]
[tex] v_0 \cdot sin(\phi+\theta)t-\frac{1}{2}gt^2=Lsin\phi[/tex]
Vi finner et uttrykk for t av den første ligningen og setter dette inn for t i den andre ligningen. Jeg ender opp med dette uttrykket.
[tex]v_0=\left(\frac{Lgcos^2(\phi)}{2 \left(tan(\phi+\theta) cos(\phi)-sin(\phi) \right)cos^2(\phi+\theta)}\right)^{\frac{1}{2}}[/tex]
For å finne maksimalhøyde, deriverer vi y-komponenten av funksjonen og setter lik 0, og får ligningen
[tex]v_0sin(\phi+\theta)-gt=0[/tex]
[tex]t=\frac{v_0sin(\phi+\theta)}{g}[/tex]
Vi setter inn for t i y-komponenten av [tex]\vec{r}(t)[/tex] og ender opp med
[tex]y_{maks}=\frac{v_0^2sin^2(\phi+\theta)}{2g}[/tex]
Edit: kom på en mer elegant måte å finne [tex]y_{maks}[/tex]
I y-retning har vi at [tex](v_0 \cdot sin(\phi+\theta))^2=0+2gy_{maks}[/tex], og svaret følger direkte.
