Tarkastellaan materiaalipistettä, jonka massa on m = 4 kg, joka liikkuu vaakasuoraa suoraa pitkin. Meidän on määritettävä, minkä ajan kuluttua pisteen nopeus laskee 10 kertaa, edellyttäen, että liikevastusvoima on yhtä suuri kuin R = 0,8v.
Käytämme Newtonin toista lakia:
$$ F = $$
missä F on aineelliseen pisteeseen vaikuttava voima, m on sen massa ja pisteen kiihtyvyys.
Liikkeen R vastustusvoima voidaan ilmaista nopeudella v:
$$ R = 0,8v $$
Sitten aineellisen pisteen liikeyhtälö saa muodon:
$$ m\frac{dv}{dt} = -R $$
missä t on liikkeen alusta kulunut aika.
Korvaamalla lausekkeen R:n saamme:
$$ m\frac{dv}{dt} = -0,8v $$
Jakamalla yhtälön molemmat puolet m:llä ja siirtämällä muuttujia, saadaan:
$$ \frac{dv}{v} = -\frac{0,8}{m}dt $$
Integroidaan tämä yhtälö alkunopeudesta v0 nopeuteen v ajan t kautta:
$$ \int_{v_0}^v \frac{dv}{v} = -\frac{0,8}{m} \int_0^t dt $$
Integroinnin jälkeen saamme:
$$ \ln\frac{v}{v_0} = -\frac{0,8}{m}t $$
Ilmaistakoon v v0:lla:
$$ v = v_0e^{ -\frac{0,8}{m}t} $$
Nyt voit löytää ajan, jonka jälkeen pisteen nopeus laskee 10 kertaa. Voit tehdä tämän korvaamalla arvon v0/10 v:n sijaan yhtälössä v = v0e^(-0,8t/m):
$$ \frac{v_0}{10} = v_0e^{ -\frac{0,8}{m}t} $$
Jakamalla molemmat puolet v0:lla ja ottamalla luonnollisen logaritmin, saamme:
$$ \ln\frac{1}{10} = -\frac{0,8}{m}t $$
Täältä:
$$ t = \frac{m}{0,8} \ln 10 \noin 11,5 \teksti{ сек} $$
Siten 11,5 sekunnin kuluttua materiaalipisteen nopeus laskee 10 kertaa liikkeen vastustusvoimalla, joka on 0,8 V.
Esittelemme huomionne digitaalisen tuotteen - ratkaisun tehtävään 13.2.25 Kepe O.. fysiikan tehtävien kokoelmasta.
Tämä tuote sisältää yksityiskohtaisen ratkaisun ongelmaan, joka liittyy materiaalipisteen liikkumiseen vaakasuoraa suoraa pitkin. Ongelma edellyttää ajan määrittämistä, jonka jälkeen pisteen nopeus laskee 10 kertaa annetulla liikevastusvoimalla.
Ratkaisu käyttää mekaniikan peruslakeja ja matemaattisia menetelmiä, joita tarvitaan tarkan tuloksen saamiseksi. Ratkaisun kaikki vaiheet on kuvattu ja kuvattu yksityiskohtaisesti, jolloin ratkaisun logiikka on helppo ymmärtää ja toistaa itse.
Ostamalla tämän digitaalisen tuotteen saat:
Ratkaisu ongelmaan esitetään kätevässä HTML-muodossa, jonka avulla voit tarkastella sitä millä tahansa laitteella, jossa on Internet-yhteys. Voit helposti tallentaa tiedoston tietokoneellesi tai mobiililaitteellesi ja käyttää sitä opetustarkoituksiin.
Osta Kepe O..:n kokoelmasta ratkaisu tehtävään 13.2.25 heti ja nosta tietotasi fysiikan alalla!
***
Ratkaisu tehtävään 13.2.25 Kepe O.? -kokoelmasta. koostuu ajan määrittämisestä, jonka jälkeen vaakasuoraa linjaa pitkin liikkuvan materiaalipisteen, jonka massa on 4 kg, nopeus laskee 10 kertaa annetulla liikevastusvoimalla R = 0,8v.
Tässä tehtävässä voidaan käyttää Newtonin toista lakia F = ma, jossa F on aineelliseen pisteeseen vaikuttava voima, m on sen massa, a on kiihtyvyys. Voit myös käyttää liike-energian muutoslakia ΔK = K2 - K1 = W, jossa K1 ja K2 ovat materiaalipisteen alku- ja loppuenergiat, vastaavasti W on liikevastusvoiman tekemä työ.
Ensin sinun on määritettävä materiaalipisteen kiihtyvyys. Newtonin toisesta laista F = ma saadaan, että a = F/m. Tehtävän ehtojen mukaan liikevastusvoima on R = 0,8v, missä v on materiaalipisteen nopeus. Siten a = 0,8v/m.
Seuraavaksi sinun on määritettävä aika, jonka jälkeen materiaalipisteen nopeus laskee 10 kertaa. Merkitään materiaalipisteen alkunopeus v0 ja loppunopeus v. Sitten kineettisen energian muutoksen laista ΔK = K2 - K1 = W saadaan:
m(v^2 - v0^2)/2 = -RWt,
missä t on aika, W = -RWt on liikevastusvoiman tekemä työ.
Jotta nopeus pienenisi 10 kertaa, on välttämätöntä, että v = v0/10. Korvaamalla tämän arvon yllä olevaan yhtälöön ja ratkaisemalla sen arvolla t, saadaan:
t = (m/8R) * ln(10)
Korvaamalla kaavaan arvot m = 4 kg ja R = 0,8v/m, saadaan:
t ≈ 11,5 s
Siten vastaus ongelmaan: 11,5 sekunnin kuluttua vaakasuoraa linjaa pitkin liikkuvan materiaalipisteen, jonka massa on 4 kg, nopeus laskee 10 kertaa annetulla liikkeen vastusvoimalla R = 0,8v.
***
On erittäin kätevää päästä käsiksi ongelman ratkaisuun digitaalisessa muodossa.
Skannauksen laatu ja ongelman ratkaisun suunnittelu on kiitettävä.
Nopea ja helppo etsiä haluamasi tehtävä digitaalisen muodon ansiosta.
Helppokäyttöinen ja käytettävissä miltä tahansa laitteelta.
Säästät aikaa, kun etsit ratkaisua ongelmaan painetusta kokoelmasta.
Tehtäväkirjan tulostus- ja toimituskustannusten lasku.
Digitaalisen muodon avulla on helppo tehdä muistiinpanoja ja muistiinpanoja ongelman ratkaisemiseksi.
Mahdollisuus käyttää ongelman digitaalista ratkaisua useaan otteeseen laadun heikkenemättä.
Digitaalisen tuotteen suojaaminen fyysisiltä vaurioilta ja katoamiselta.
Mahdollisuus päivittää ja täydentää ongelman digitaalista ratkaisua nopeasti uusilla materiaaleilla.