MEK1100, vår Obligatorisk oppgave 1 av 2.

Like dokumenter
MEK1100, vår Obligatorisk oppgave 1 av 2. Torsdag 28. februar 2019, klokken 14:30 i Devilry (devilry.ifi.uio.no).

MAT1110. Obligatorisk oppgave 1 av 2

MAT-INF 1100: Obligatorisk oppgave 1

MAT1120. Obligatorisk oppgave 1 av 2. Torsdag 20. september 2018, klokken 14:30 i Devilry (devilry.ifi.uio.no).

MAT-INF 1100: Obligatorisk oppgave 1

Oblig 2 MEK1100, vår 2016

MAT1140 Strukturer og argumenter

STK1000 Obligatorisk oppgave 2 av 2

STK1000 Obligatorisk oppgave 1 av 2

MAT-INF 1100: Obligatorisk oppgave 2

Obligatorisk oppgave 1

Fasit for eksamen i MEK1100 torsdag 13. desember 2007 Hvert delspørsmål honoreres med poengsum fra 0 til 10 (10 for perfekt svar).

MAT 1120: Obligatorisk oppgave 2, H-09

Obligatorisk oppgave 1 MAT1120 H15

UNIVERSITETET I OSLO

Obligatorisk oppgavesett 1 MAT1120 H16

MAT-INF 2360: Obligatorisk oppgave 2

MAT-INF 2360: Obligatorisk oppgave 3

Tillegg om strømfunksjon og potensialstrøm

Fasit til eksamen i MEK1100 høst 2006

Divergens- og virvelfrie felter. Potensialstrøm

MAT-INF 1100: Obligatorisk oppgave 1

Vektorfluks og sirkulasjon, divergens, virvling, strømfunksjonen

Vektorfluks og sirkulasjon, divergens, virvling, strømfunksjonen

Obligatorisk oppgave 2

Divergens- og virvelfrie felter. Potensialstrøm

MAT-INF 2360: Obligatorisk oppgave 2

UNIVERSITETET I OSLO

MAT-INF 1100: Obligatorisk oppgave 1

STK1000 Innføring i anvendt statistikk

UNIVERSITETET I OSLO

Notes for MAT-INF Snorre Christiansen, 5. april 2005

Partieltderiverte og gradient

UNIVERSITETET I OSLO

Vektorfluks og sirkulasjon, divergens, virvling, strømfunksjonen

TMA4105 Matematikk 2 Vår 2008

Andre obligatoriske oppgave i STK1000 H2016: Innlevering: Besvarelsen leveres på instituttkontoret ved Matematisk institutt i 7.

Alternativ II: Dersom vi ikke liker å stirre kan vi gå forsiktigere til verks. Først ser vi på komponentlikninga i x-retning

HØGSKOLEN I BERGEN Avdeling for Ingeniørutdanning

MAT 1001, høsten 2015 Oblig 2

MAT 1120: Obligatorisk oppgave 1, H-09

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

NTNU. MA1103 Flerdimensjonal analyse våren Maple/Matlab-øving 2. Viktig informasjon. Institutt for matematiske fag

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

NTNU. MA1103 Flerdimensjonal Analyse våren Maple-øving 2. Viktig informasjon. Institutt for matematiske fag. maple02 28.

Andre sett med obligatoriske oppgaver i STK1110 høsten 2010

Løsningsforslag MAT102 Vår 2018

Eksamen REA3024 Matematikk R2

Høgskolen i Oslo og Akershus. c) Et annet likningssystem er gitt som. t Bestem parametrene s og t slik at likningssystemet blir inkonsistent.

1 Oppgave 1 Skriveoppgave Manuell poengsum. 2 Oppgave 2 Code editor Manuell poengsum. 3 Oppgave 3 Skriveoppgave Manuell poengsum

Obligatorisk oppgavesett 2 MAT1120 H16

FYS2140 Hjemmeeksamen Vår Ditt kandidatnummer

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Kurve-, flate- og volumintegraler, beregning av trykkraft

STK2100. Obligatorisk oppgave 1 av 2

UNIVERSITETET I OSLO

1 MAT100 Obligatorisk innlevering 1. 1 Regn ut i) iii) ii) Regn ut i) ii)

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2019

Kurve-, flate- og volumintegraler, beregning av trykkraft

UNIVERSITETET I OSLO

MAT Vår Oblig 2. Innleveringsfrist: Fredag 23.april kl. 1430

Virvelfrihet, potensialer, Laplacelikningen

Oppgaver og fasit til seksjon

EKSAMENSOPPGAVE / EKSAMENSOPPGÅVE

FYS1120: Oblig 2 Syklotron

EKSAMEN RF3100 Matematikk og fysikk

Obligatorisk oppgave 2 INF2310 Våren 2018

Terminprøve R2 våren 2014

NTNU. TMA4105 Matematik 2 våren Maple-øving 1. Viktig informasjon. Institutt for matematiske fag. maple01 1.

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

STK1000 Innføring i anvendt statistikk

EKSAMEN I SIF4018 MATEMATISK FYSIKK mandag 28. mai 2001 kl

UNIVERSITETET I OSLO

Del 2 skal leveres inn etter 5 timer. verktøy som tillater kommunikasjon. framgangsmåte.

MAT 110A - VÅR 2001 OBLIGATORISK OPPGAVESETT

UNIVERSITETET I OSLO

Obligatorisk oppgave 1 MAT1120 HØSTEN 2014

Løsningsforslag til eksamen i MA0002, Brukerkurs i matematikk B

Del 2: Alle hjelpemidler er tillatt, med unntak av Internett og andre verktøy som tillater kommunikasjon.

UNIVERSITETET I OSLO

NTNU Fakultet for lærer- og tolkeutdanning

Prosjektoppgave FYS2130. Vår Innleveringsfrist: 09/ , 20 CEST

UNIVERSITETET I BERGEN Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet. Obligatorisk innlevering 3 i emnet MAT111, høsten 2016

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Obligatorisk numerikkøving. Innleveringsfrist: Søndag 13. november kl

Fra harmoni til kaos

VELKOMMEN TIL MAT-INF1100

Eksamensoppgave i MA1101 Grunnkurs i analyse

EKSAMEN. Ingeniør- og Fleksibel ingeniørutdanning.

Navn/kursparallell skrives her (ved gruppearbeid er det viktig at alle fyller ut):

Vår TMA4105 Matematikk 2. Løsningsforslag Øving 6. 5 Exercise Exercise

= (2 6y) da. = πa 2 3

Kinematikk i to og tre dimensjoner

Obligatorisk oppgave 1

Gradientvektoren, vektorfelt, strømlinjer, feltlinjer

x 2 + y 2 z 2 = c 2 x 2 + y 2 = c 2 z 2,

Funksjoner Forelesning i Matematikk 1 TMA4100. Hans Jakob Rivertz Institutt for matematiske fag 19. august 2010

INF Obligatorisk innlevering 5

Om plotting. Knut Mørken. 31. oktober 2003

Transkript:

9. februar 2017 Innleveringsfrist MEK1100, vår 2017 Obligatorisk oppgave 1 av 2 Torsdag 2. mars 2017, klokken 14:30 i obligkassen, som står i gangen utenfor ekspedisjonen i 7. etasje i Niels Henrik Abels hus. Instruksjoner Du velger selv om du skriver besvarelsen for hånd eller på datamaskin (for eksempel ved bruk av L A TEX). Alle besvarelser skal inkludere følgende offisielle forside: www.uio.no/studier/admin/obligatoriske-aktiviteter/mn-math-obligforside.pdf Det forventes at man har en klar og ryddig besvarelse med tydelige begrunnelser. Husk å inkludere alle relevante plott og figurer. Studenter som ikke får sin opprinnelige besvarelse godkjent, men som har gjort et reelt forsøk på å løse oppgavene, vil få én mulighet til å levere en revidert besvarelse. Samarbeid og alle slags hjelpemidler er tillatt, men den innleverte besvarelsen skal være skrevet av deg og reflektere din forståelse av stoffet. Er vi i tvil om du virkelig har forstått det du har levert inn, kan vi be deg om en muntlig redegjørelse. I oppgaver der du blir bedt om å programmere må du skrive ut programkoden og levere denne sammen med resten av besvarelsen. Det er viktig at programkoden du leverer inneholder et kjøreeksempel, slik at det er lett å se hvilket resultat programmet gir. For å skrive ut programkoden fra en av UiOs Linux-maskiner kan du gå til mappen hvor programmet ditt ligger og skrive lpr -P pullprint_produsent filnavn der filnavn er navnet på filen du ønsker å skrive ut og pullprint_produsent er navnet på produsenten av skriveren du ønsker å hente utskriften fra. Det er vanlig å enten bruke pullprint_ricoh eller pullprint_hp. Søknad om utsettelse av innleveringsfrist Hvis du blir syk eller av andre grunner trenger å søke om utsettelse av innleveringsfristen, må du ta kontakt med studieadministrasjonen ved Matematisk institutt (7. etasje i Niels Henrik Abels hus, e-post: studieinfo@math.uio.no) i god tid før innleveringsfristen. For å få adgang til avsluttende eksamen i dette emnet, må man bestå alle obligatoriske oppgaver i ett og samme semester. For fullstendige retningslinjer for innlevering av obligatoriske oppgaver, se her: www.uio.no/studier/admin/obligatoriske-aktiviteter/mn-math-oblig.html LYKKE TIL!

Krav til innlevering og godkjenning Hvert punkt gir makismalt 10 poeng. I alt kan du oppnå 130 poeng. Vi krever minimum 70 prosent, eller 91 poeng for å få godkjent. Dersom dette ikke er innfridd ved innlevering, men besvarelsen vurderes som et seriøst forsøk, kan det gis anledning til ny innlevering. Du kan bruke L A TEX eller levere en håndskrevet besvarelse. Ta med autentiske listinger av alle skript og funksjoner i Matlab eller Python, samt de kjøreeksemplene det bes om. I utgangspunktet skal alle skript kjøre, men du kan få noe utteling for ufullstendige forsøk som ikke gir rett resultat. Kjøreeksempler som ikke kan framkomme som resultat av vedlagte skript, gir ikke poeng. Det skal stå filnavn på alle listinger av skript og funksjoner, og oppgavenummer (med delpunkt) på alle resultatlistinger og plott. Der det står at man skal bruke Matlab eller Python, er det fritt fram for å bruke andre systemer som man måtte like bedre (Octave, etc.) så lenge man har til disposisjon de samme numeriske og grafiske kapasitetene. 1 Skalering En ball kastes ut fra origo over en flat horisontal bakke. x-aksen er horisontal langs bakken og y-aksen peker vertikalt oppover. Ballen kastes ut med fart v 0 ved tiden t = 0. Kastet kan innstilles med utkastvinkel θ i forhold til den horisontale x-aksen. Ballen vil følge en bane gitt ved x(t) = v 0 t cos θ y(t) = v 0 t sin θ 1 2 gt2 a) Finn tiden t m når ballen faller ned på bakken (y = 0) og posisjonen x(t m ) = x m hvor dette skjer. b) Innfør dimensjonsløse variable (x, y, t ) for x, y, t når du skalerer med x m for lengde og t m for tid. Forklar hvorfor det ikke er behov for å skalere vinkelen θ. c) Bruk Matlab eller Python for å tegne baner (x, y ) for tre utkastvinkler θ n for n = 1, 2, 3. Velg 0 < θ 1 < π, θ 4 2 = π og π < θ 4 4 3 < π. Tegn de tre banene i samme 2 koordinatsystem, og angi hvilken bane som svarer til hvilken utkastvinkel. Forklar hvorfor disse diagrammene kan brukes til å finne ballens baner for forskjellige verdier av utgangsfart v 0 og forskjellige verdier av g. 1

2 Strømlinjer til et todimensjonal hastighetsfelt Vi skal nå se på hastighetsfeltet a) Finn strømlinjene. v = v x i + v y j = xyi + yj HINT 1: Du må løse ei differensiallikning som viser seg å være separabel, det vil si at den kan skrives om på formen f(x)dx = g(y)dy. HINT 2: Fanger du opp at x-aksen også er løsning av den opprinnelige differensiallikninga? b) Tegn strømlinjene for hånd og sett på piler for å indikere retningen på strømmen. Et stagnasjonspunkt er et punkt hvor hastighetsfeltet er lik null. Finn alle stagnasjonspunktene og identifiser hvor i plottet disse ligger. Det er vanlig å tegne individuelle stagnasjonspunkter som tjukke kulepunkter. Vis også at du får til å tegne strømlinjene ved hjelp av Matlab eller Python, ved å bruke kommandoen contour. Dette kan kanskje vise seg å være en utfordring nær x = 0. c) Vis at det ikke finnes en strømfunksjon ψ. HINT: En strømfunksjon ψ(x, y) for et todimensjonalt felt v = v x i + v y j i xyplanet har egenskapen v x = ψ/ y og v y = ψ/ x. Dersom en slik strømfunksjon eksisterer så er strømlinjene gitt ved ekviskalarkurvene til strømfunksjonen, ψ(x, y) = konstant. Dersom et vektorfelt er todimensjonalt i xy-planet, v = v x i+v y j og divergensfritt, v x / x + v y / y = 0, så eksisterer det en strømfunksjon som angitt ovenfor. Dersom et vektorfelt har divergens forskjellig fra null, så eksisterer det ikke en strømfunksjon for feltet. For å vise at et felt ikke har en strømfunksjon, kan man enten vise at forsøk på å regne den ut ender i en selvimotsigelse, eller man kan vise at divergensen til feltet er ulik null. 3 Et annet todimensjonalt strømfelt Et hastighetsfelt i xy-planet er gitt ved v = v x i + v y j der v x = cos(x) sin(y), v y = sin(x) cos(y). (1) a) Finn divergensen v = v x / x+ v y / y og virvlingen v = ( v y / x v x / y) k av hastighetsfeltet. b) Tegn opp strømvektorer langs x- og y-aksen. c) Finn sirkulasjonen om randa til kvadratet definert ved π 2 x π 2 og π 2 π. 2 y 2

d) Forklar hvorfor det eksisterer en strømfunksjon for feltet gitt i likning (1), se hintet gitt i forrige oppgave. Vis at strømfunksjonen kan skrives ψ = cos(x) cos(y). (2) e) Bruk Taylorutvikling av andre orden til å finne tilnærmede strømlinjer nær origo. 4 Strømlinjer og hastighetsfelt i Matlab eller Python I denne oppgaven skal du skrive noen funskjoner og skript i Matlab eller Python. Disse og de plott som produseres skal leveres inn som en del av besvarelsen. Det er viktig at de filene du lager har de navn som oppgis. Alle figurer skal ha tittel og tekst på akser. Sammen med oppgaveteksten, på hjemmesiden, finner du filene streamfun.m og streamfun.py med en funksjon som beregner strømfunksjonen (2) i området. Et kall på funksjonen kan i Matlab se ut som og kan i Python se ut som [x,y,psi]=streamfun(n); x,y,psi=streamfun(n) der x,y,psi er arrayer for henholdsvis x-verdier, y-verdier og ψ. Inngangsparameteren n er antall punkter som brukes i hver retning. Avstanden mellom punktene, i begge retninger, blir da x = y = π. n 1 a) Bruk funksjonen streamfun i et skript, strlin.m eller strlin.py, som plotter konturlinjer for ψ når (i) n = 5 (ii) n = 30 Framstill tilfellene (i) og (ii) i hvert sitt diagram. Sammenhold plottene med punkt e) i forrige oppgave og diskuter de valgte verdier for n. b) Skriv en funksjon (filnavn velfield.m eller velfield.py) som beregner hastigheter utfra likning (1) ved kallet eller [x,y,u,v]=velfield(n); x,y,u,v=velfield(n) Bruk denne i et skript, vec.m eller vec.py, som tegner et vektorplott av hastighetsfeltet. Legg vekt på å velge et passende antall punkter for lesbarheten av plottet. 3

Matlab-hint En array med n jevnt fordelte punkter i intervallet [a, b] lages best med x=linspace(a,b,n);. Den enkleste måten å lage en utskrift av en figur er å bruke det grafiske grensesnittet til plottevinduet. Man kan også lage en pdf fil med gjeldende figur med print("-dpdf", filnavn); Ønsker du en annen filtype bytter du ut "-dpdf" med "-dxxx" hvor XXX er ønsket filtype. I figurtitler kan det være gunstig å kombinere tekster og verdien av variable som brukes i Matlabkoden. Er n et heltall kan man f.eks. benytte tit=sprintf("%s%d", "Antall punkter =", n); title(tit); Python-hint En array med n jevnt fordelte punkter i intervallet [a, b] lages best med x=linspace(a,b,n). Den enkleste måten å lage en utskrift av en figur er å bruke det grafiske grensesnittet til plottevinduet. Man kan også lage en pdf fil med gjeldende figur med savefig("fil.pdf") Ønsker du annen filtype bytter du ut "fil.pdf" med "fil.xxx" hvor XXX er ønsket filtype. I figurtitler kan det være gunstig å kombinere tekster og verdien av variable som brukes i Pythonkoden. Er n et heltall kan man f.eks. benytte title("antall punkter = %d" % (n)) L A T E X-hint For de som ønsker å skrive hele, eller deler, av obligen i L A TEX kan det være nyttig å inkludere alle.m eller.py filer i L A TEX koden. Dette gjøres enkelt ved verbatimkommandoen \verbatiminput{streamfun.m} En må huske å inkludere verbatim i starten på L A TEX fila \usepackage{verbatim} 4