Tænkeboks: Løb med en soldat

19. marts kl. 13:0020
Tænkeboks: Løb med en soldat
Illustration: Ingeniøren.
Artiklen er ældre end 30 dage

Opgave 268:

Et kompagni soldater marcherer ud ad landevejen. Kompagniet er 500 meter langt og marcherer med 5 km/t.

Da første mand passerer en flagstang, træder bagerste mand ud af geleddet og løber fremad med konstant hastighed. Han er ordonnans og medbringer en depeche, som han afleverer til fortroppen, hvorefter han løber bagud med samme hastighed.

Ordonnansen indtræder på sin oprindelige plads, i samme øjeblik som bagtroppen er nået til flagstangen. Hvor hurtigt løb han?

Artiklen fortsætter efter annoncen

– – –

Vi bringer løsningen i næste nummer, og indtil da kan I diskutere jeres forslag til løsninger i kommentarsporet herunder.

Løsning på opgave 117: Drik den koldeste kaffe

Kaffen bliver hurtigst kold, hvis man venter til sidst med at hælde mælken i. Jo højere temperturforskel til omgivelserne, jo hurtigere afgives varmen. Så den 80 grader varme kaffe afgiver mere varme end den 65 grader varme blanding af mælk og kaffe – og slutresultatet bliver derfor koldere.

20 kommentarer.  Hop til debatten
Debatten
Log ind eller opret en bruger for at deltage i debatten.
settingsDebatindstillinger
17
21. marts kl. 23:27

Han skal også løbe ca. 2,4 gange længere end kolonnen er lang.:-)

16
21. marts kl. 22:27

Jovist. Men svaret er jo også blot, at han skal løbe ca 2.4 gange hurtigere end de andre, uanset hastighed og længde af kolonnen.😃

13
21. marts kl. 12:34

Det er da sjovt med denne opgave, at kolonnens længde ikke har indflydelse på resultatet. Er den 60km lang, er det stadigvæk 12.07 km/t han skal løbe. Hvis vi sætter kolonnens længde til L, dens hastighed V, og ordonnansens hastighed U: Det tager t1=L/(V-U) for manden at nå fra bagerste til foreste position. Det tager t2=L/(V+U) for manden at nå fra foreste til bagerste. Det tager t3=L/V for kolonnen passere flagstangen. Da t3 iflg teksten er t1+t2, så ses det nemt at L udgår, og ligningen kan nemt løses til at give U=(1+sqrt2)*V.

  • Så en kolonne bestående af 2 mand eller 10000 mand kræver samme hastighed for vores løber.
12
20. marts kl. 18:01

Hvis der er et rullende fortov med 5km/t ved siden af kan ordonnansen springe på det og skal blot holde 10km/t på dette rullebånd.

Hans hastighed relativt til jorden bliver hhv. 15km/t og 5km/t på frem og tilbagevejen. Ved at løbe lidt hurtigere den første halvdel, kan han blot gå tilbage. Det var da værd at overveje.

11
19. marts kl. 16:53

Den officielle løsning gik ud fra at mælken blev hældt i direkte fra køleskabet, og så er løsningen triviel.

Der tabes mest energi fra kaffen, hvis man lader den afkøle selv. Hældes mælken i ved start kan man betragte det som at mælken varmes op mod de 20 grader, samtidig med at kaffen køles.

Betragtningen er at tidskonstanten er næsten den samme uanset hvornår mælken hældes i. Hældes den i ved start, står blandingen lidt højere i kruset, så det taber mere energi svarende til den højere væskestand. Derved mindskes temperaturdifferensen med samme tidskonstant uanset væskestanden.

10
19. marts kl. 16:33

Det var samme ligning jeg stillede op og fik samme resultat. Ordonnansens hastighed 5(1+kvr2). Ved kontrol bliver tiden netop 0,1 time.

Jeg gad ikke overveje om der en simplere løsning, da det var ret enkelt. Men 17km/t er pænt hurtigt, så den med trætheden er rimelig.

9
19. marts kl. 16:12

Nu da ugens opgave er klaret, har jeg en udvidelse til videre fornøjelse for mine medlæsere.

Ordonnansen er ikke en robot, men et menneske, så han bliver forpustet og taber hastighed undervejs. Lad os sige, at hastigheden aftager lineært med tiden og ved hjemkomsten er 80% af startværdien.

Spm 1. Hvor stor skal startværdien nu være?

Spm 2. Hvor lang vej tilbagelægger ordonnansen på denne dobbelttur?

Spm 3. Hvor mange gange kan ordonnansen bringe en depeche fra bagtroppen til fortroppen hvis hans hastighed fortsætter med at aftage lineært på samme måde?

8
19. marts kl. 15:58

Når troppen går 0,5 km med hastighed 5 km/t tager det 0,1 time. Dette er summen af ordonnansens 2 deltider [latex] \qquad \frac{0,5}{v - 5} + \frac{0,5}{v + 5} = 0,1 [/latex] [latex] \qquad v^2 - 10 v - 25 = 0 [/latex] [latex] \qquad v = 5 + 5 \sqrt{2} = 12,07\ \textrm{km/t} [/latex]

7
19. marts kl. 15:14

Nej, så når bagtroppen først fortroppen, når hele kolonnen har passeret flagstangen!

6
19. marts kl. 14:56

Mon ikke 10 km/t kan gøre det? :-)

5
19. marts kl. 14:44

Hej Erling

Jeg er enig i din løsning. Men den kræver et par forudsætninger:

  1. Længden af kolonnen måles fra tyngdepunktet af første mand (fortroppen) til tyndgdepunktet af sidste (bagtroppen).

  2. Fortroppen har højere rang end bagtroppen. Han kan derfor ikke bekvemme sig til at give ham fordelen ved at række baglæns ud efter depechen i stil med den måde stafetter videregives i stafetløb.

4
19. marts kl. 14:22

ad #2 Kære Mikael. Min ligning er som følger: t^2*(83,33333)/(6-t) - t*(83,33333) = 500 m Denne ligning giver t^2=18 min^2 som er den tid som ordonnansen bruger til at komme frem til fortroppen.

83,33333 er kompagniets hastighed i m/minut

20
31. marts kl. 10:06

hej Erling, Vil du vise dine mellemregninger?

Jeg er med på de 2 ligninger, men jeg kan ikke få dem isoleret korrekt.

2
19. marts kl. 13:56

...Kan løses ved hjælp af nogle ligninger.

Det interesante er ikke svaret. Det interessanter er, hvordan man kommer derhen. Det er altså ligningerne som skal findes og løses, som er interessante.

  1. Ordonnansen løber i lige så lang tid som kolonnen marcherer de 500 meter, altså han løber i 6 minutter.

  2. Vi må antage at ordonnansen ikke stopper for at aflevere beskeden, men blot ændrer retning uden stop.

  3. Afstanden Ordonnancen løber er 500 + 2x meter, hvor x er den afstand fronten når da beskeden modtages.

Og så er jeg gået i stå.

1
19. marts kl. 13:24

Opgave 268 Jeg har fået hastigheden til 12,071 km/time eller 201,183 m/min. Ordonnansen indhenter fortroppen til tiden (kvadratrod 18) min. og bruger herefter ca. 105 sek til at nå tilbage præcis ved flagstangen. Kan løses ved hjælp af nogle ligninger.