Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 03. 08. 2008 11:51 — Editoval doomed (03. 08. 2008 11:51)

doomed
Příspěvky: 51
Reputace:   
 

Příklad na svislý vrh vzhůru

Zdravím, mám tu příklad, na který jsem narazil v učebnici Rovnice a nerovnice pro gymnázia, se kterým si nevím rady. Zaprvé, fyziku jsem měl naposled v prváku na střední (teď si opakuju středoškolskou matiku) a zadruhé, nejsou mi jasné dvě věci. Nejprve uvedu příklad.

Těleso je vrženo svisle vzhůru rychlostí 20m/s. Jeho poloha závisí na čase tak, že po t sekundách je ve výšce 20t - 5t^2 metrů nad výchozím bodem. Vypočtěte, po kolika sekundách dopadne zpět.

[Po 4s.]

Takže není mi jasné, zda je příklad řešitelný i pro člověka bez znalosti látky svislého vrhu vzhůru a s ním souvisejícího volného pádu. Zda se dá dospět k řešení pouze vytvořením rovnice v součinovém tvaru (v kontextu kapitoly, ve které se příklad nachází)?
No a pak mi není jasné, zda v tom výsledku, který uvádím v hranaté závorce pod příkladem, je zahrnuta doba, za kterou urazí těleso dráhu tam i zpět nebo jen zpět.

Mnohokrát děkuju za  odpověď.

Offline

 

#2 03. 08. 2008 12:12 — Editoval ttopi (03. 08. 2008 12:16)

ttopi
Místo: Ústí nad Labem
Příspěvky: 2146
Reputace:   
 

Re: Příklad na svislý vrh vzhůru

Já to vidím takto:

Nejprve je těleso vrženo vzhůru, poté padá dolu. Časy obou akcí se sobě rovnají a výška, do které těleso vyletí se rovná výšce, ze které těleso padá volným pádem dolů.

Pro svislý vrh platí, že výška se rovná $h = h_0 + v_0\cdot t -\frac{1}{2} g t^2 $, z čehož se po dosazení g a rychlosti odvodí, že je to skutečně
$h=20t-5t^2$.

Výška pro volný pád se vypočítá jako $ h=\frac12 gt^2 $.

Když dáš výšky do rovnosti, vede to na kvadratickou rovnici, která dává řešení, že $t=2s$.
Tedy těleso letí 2 sekundy nahoru a pak 2 sekundy dolů. Výsledný čas je tedy $t=4s$

EDIT: Vzoreček pro svislý vrh máš vlastně zadán, už upraven po dosazení. Volný pád se bere tuším už na ZŠ, takže příklad je řešitelný pro každého, kdo vyjde ze ZŠ.


oo^0 = 1

Offline

 

#3 03. 08. 2008 13:23

matoxy
Místo: Lučenec/Martin
Příspěvky: 443
Reputace:   
 

Re: Příklad na svislý vrh vzhůru

Ja si myslím, že sa volný pád berie až na strednej, lebo je to zrýchlený pohyb, ktorý sa na základke neberie. Aspoň u nás na slovensku: osnovy z fyz pre 6.9 ročník ZŠ.


You know who
(or maybe not)

Offline

 

#4 03. 08. 2008 13:28

ttopi
Místo: Ústí nad Labem
Příspěvky: 2146
Reputace:   
 

Re: Příklad na svislý vrh vzhůru

To je fakt. Na ZŠ se to asi nebere. Nicméně tazatel píše, že měl v prváku fyziku, takže to musí znát.


oo^0 = 1

Offline

 

#5 03. 08. 2008 14:53 — Editoval doomed (03. 08. 2008 14:53)

doomed
Příspěvky: 51
Reputace:   
 

Re: Příklad na svislý vrh vzhůru

↑ ttopi: Mockrát děkuju. Celou tu dobu jsem to měl před očima, ale nenapadlo mě dát do rovnosti právě tyhle dva výrazy. Holt, musím se příště víc snažit.

Offline

 

#6 03. 08. 2008 15:46

O.o
Veterán
Příspěvky: 1402
Reputace:   16 
 

Re: Příklad na svislý vrh vzhůru

↑ ttopi:
Hi :),
můžu se, prosím tě, jen zeptat, jak to že si jsou rovny časy, kde těleso letí nějakou rychlostí (s nějakou energií) nahoru a pak zpět dolu?

Děkuji..

Offline

 

#7 03. 08. 2008 15:50 — Editoval ttopi (03. 08. 2008 15:59)

ttopi
Místo: Ústí nad Labem
Příspěvky: 2146
Reputace:   
 

Re: Příklad na svislý vrh vzhůru

↑ O.o:
Ahoj,
To jsem si domyslel podle toho, že mi vyšlo t=2 a výsledek celkového času je t=4 :-)

Ne, no vyšlo t=2 a když dosadím do obou výšek (pro svislý vrh a pro volný pád) t =2, tak vyjdou obě výšky 20 - což je pravda, žakže dosazené časy odpovídají. Tedy čas, po který letělo těleso nahoru je 2 s a čas, po který letělo těleso volným pádem dolů je taky 2s.

Wikipedie říká větu: "Rychlost dopadu tělesa do původního místa je stejná jako počáteční rychlost", což je pro nás klíčové. Jestliže je stejná výška i rychlost, logicky je stejný i čas.


oo^0 = 1

Offline

 

#8 03. 08. 2008 16:36

matoxy
Místo: Lučenec/Martin
Příspěvky: 443
Reputace:   
 

Re: Příklad na svislý vrh vzhůru

O.o mne sa tiež páči vysvetlenie: "Tá istá sila ktorá spomaľuje teleso pri výstupe na hor, ho urýchľuje pri páde dolu" (platí to len keď zanedbávame odpor vzduchu, resp. prostredia.)
Smerom hore táto sila zbrzdí teleso z rýchlosti $20 ms^{-1}$ na $0 ms^{-1}$ a pri páde dolu ho znova urýchli na rovnakú rýchlos?.

Ak neveríš skús si to vypočíta? :) Najskôr výšku do akej teleso vystúpi a potom s akou rýchlos?ou dopadne.


You know who
(or maybe not)

Offline

 

#9 03. 08. 2008 17:05

O.o
Veterán
Příspěvky: 1402
Reputace:   16 
 

Re: Příklad na svislý vrh vzhůru

↑ ttopi:↑ matoxy:

Thx,
já jsem jen myslel, že když (příklad) vystartuje raketa (nemusí jít nutně o raketoplán ;)) nahoru, dejme tomu dvacet metrů, rychlostí (50 km/h), tak nespadne zpět na Zem po těch dvaceti metrech stejnou rychlostí, ne (kdyby ta rychlost byla třeba 100 km/h, tak přeci pritažlivost Země, a asi ještě něco, nepřitáhne takovou rychlostí těleso co uletělo např. jen pár desítek metrů, ne)? Ikdyž je fakt, že to těleso (tady raketa) by se z čista jasna nezastavilo po dvaceti metrech.. Fyzika nikdy nebyla moje :)

Offline

 

#10 03. 08. 2008 22:57

jelena
Jelena
Místo: Opava
Příspěvky: 30020
Škola: MITHT (abs. 1986)
Pozice: plním požadavky ostatních
Reputace:   100 
 

Re: Příklad na svislý vrh vzhůru

↑ O.o:

Zdravím, kolego chemiku :-)

doufám, že si užíváš zasloužených prázdnin a čerpáš síly před VŠ :-)

A o tom to celé je (coz chemikům je zcela jasné, že?) - zákony zachování (hmotnosti, energie). Kolík síly v letě načerpáš (+ skryté rezervy), tolík vydáš ve školním roce.

Kolík energie raketa má na začatku létu (i včetně energie v raketovém palivu), tolík může vydat na překonání prace všech sil, co se pokoušeji létu bránit. Pokud poleti svisle vzhůru, po ceste vyčerpá palivo a dosahne nějaké výšky a výš už letet nemůže, jelikož veškerou dosavadní energii promění na potenciální. A když potom pusobením tíhové síly padá dolu, tak ten potenciál vyčerpá a přemění na energii kinetickou (což se projeví rychlostí rakety na závěr pádu) a nakonec se zaboří do nějké hloubky :-) Různé varianty "pohybů v garvitačním poli" apod. vysvětlí na VŠ, můžeš si být jistý.

Zcela správně říkaž, že níc (ani raketa) z čista jasna nezastaví samo :-)

Ostatním kolegům nedoporučuji tento materiál brát vážně, ale nám (chemikům) to bohatě stačí, že Ex nihilo nihil fit – „z ničeho nic nevzniká“. 

Zdravím :-)

Offline

 

#11 04. 08. 2008 15:15

matoxy
Místo: Lučenec/Martin
Příspěvky: 443
Reputace:   
 

Re: Příklad na svislý vrh vzhůru

Zdravím,
len k tomu zákonu zachovania. Pri reálnych príkladoch ako napr. s raketoplánom, sa nedá celkom presne bra? že všetká kinetická energia sa premení na potenciálnu a naopak, pretože čas? energie sa spotrebuváva aj na prekonanie odporu prostredia (vzduchu).


You know who
(or maybe not)

Offline

 

#12 04. 08. 2008 20:15

O.o
Veterán
Příspěvky: 1402
Reputace:   16 
 

Re: Příklad na svislý vrh vzhůru

↑ jelena:
Také zdravím :),
   síly moc nešetřím, třeba se pak objeví skryté rezervy, o kterých jsem ještě nevěděl a dostanou mne ze šlamastyk (nesnází), které si na mne VŠ připravuje, pravděpodobně zdárně, již pár měsíců ;)
Jen by mne nakonec zajímalo, jestli daná raketa, která má při startu rychlost 150 km/h, dosáhne tytéž rychlosti, jako na počátku, při pádu zpět na zem (když letí raketoplán, nebo jak se dnes nazývají ty identifikovatelné věci s astronauty na palubě, tak dosahuje relativně extrémní rychlosti, energie, a kdyby v polovině letu zhasnul, tak mi (ne)říkejte, že ho to zpět přitáhne za dosažení stejně extrémní rychlosti)?

Offline

 

#13 04. 08. 2008 21:31

matoxy
Místo: Lučenec/Martin
Příspěvky: 443
Reputace:   
 

Re: Příklad na svislý vrh vzhůru

O.o to s tým raketoplánom je myslím trochu neš?astný príklad. (Raketoplán je vraj technický zázrak modernej doby:)). Keď hodíš kameň do vzduchu rukou, tak môžeš celkom presne poveda?, že dopadne rovnakou rýchlos?ou ako si ho hodil, pretože kameň má vzhľadom na malú rýchlos? dos? aerodynamický tvar a pri malej dráhe letu nestihne "nazbiera?" ani veľký odpor vzduchu (odporová sila vzduchu totiž rastie s rýchlos?ou telesa: $F_{od}=\frac12 CS\ro v^2$, kde C je súčiniteľ odporu. viac tu). Raketoplán však letí vysoko a preto naberie pri páde aj veľkú rýchlos? (s čím stúpne odpor vzduchu) a teda tvrdenie, že dopadne rovnako rýchlo by nebolo správne. Dôležité tiež je, že raketoplán neletí kolmo dole, ale pod malým uhlom (tuším, že kolo 20°, no tiež si nie som istý). A na veľkej dráhe naopak od kameňa stihne "nazbiera?" veľký odpor.


+ pre predstavu čo znamená veľká dráha: Raketoplán Chalanger, ktorý vybuchol klesal už nad Austráliou a vybuchol nad pobrežím Ameriky.


You know who
(or maybe not)

Offline

 

#14 04. 08. 2008 23:38

O.o
Veterán
Příspěvky: 1402
Reputace:   16 
 

Re: Příklad na svislý vrh vzhůru

Díky moc ↑ matoxy: i ↑ jelena: :)
Vzhledem k tomu, že jsem nyný v mírně optimistické náladě, tak poděkuji větou (souvětím): Děkuji, že jste mi znovu poodhalili část vědy, která mi byla skryta..

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson