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

#26 30. 06. 2015 08:43 — Editoval rss (30. 06. 2015 08:43)

rss
Zablokovaný
Příspěvky: 233
Škola: 128.1.1.1
Pozice: root
Reputace:   -42 
 

Re: okamžitá vzdialenosť gravitačného priťahovania

pietro napsal(a):

Alebo, keď poznáme derivácie inverznej funkcie podľa tohoto Odkazu

snáď by sa dal použiť Taylorov rozvoj ....

Ďakujem za informácie. Ak tomu rozumieš, tak vyjadri "r" ... asi sa už opakujem.

Offline

 

#27 01. 07. 2015 09:22

pietro
Příspěvky: 4762
Reputace:   187 
 

Re: okamžitá vzdialenosť gravitačného priťahovania

↑ rss:Ahoj, najprv by som si chcel vybrať bod v ktorom rozviniem Taylora, lebo v štartovom bode mi vychádzali nekonečná.( alebo som sa pomýlil...neverím síce okrajovým bodom, hoci sú lákavé, keď potom vyjdú nuly)

Tak som to nakreslil pre dva hmotné body vzdialené 0.2 metra.

No a sleduj prosím ako sa približujú...
Ich vzdialenosť sa samozrejme zmenšuje, čas vzrastá až sa dosiahne určité maximum.

No ale body sú nie ešte stále pri sebe !!!!

Sú vo vzdialenosti akýchsi 0.05m.

A rýchlost vzájomná je nekonečná...
==========================================
Tak tieto poznatky ma rozladili, že nemám zatiaľ náladu rozvíjať Taylora. :-(
Však sa to vracia v čase ....

//forum.matweb.cz/upload3/img/2015-07/35211_rss%2Bgravitacia.PNG

Offline

 

#28 01. 07. 2015 11:37 — Editoval rss (01. 07. 2015 11:41)

rss
Zablokovaný
Příspěvky: 233
Škola: 128.1.1.1
Pozice: root
Reputace:   -42 
 

Re: okamžitá vzdialenosť gravitačného priťahovania

pietro napsal(a):

↑ rss:Ahoj, [...]
Tak tieto poznatky ma rozladili, že nemám zatiaľ náladu rozvíjať Taylora. :-(
Však sa to vracia v čase ....

http://forum.matweb.cz/upload3/img/ … itacia.PNG

Ahoj. Ďakujem za prácu. Apjar písal, že priťahovanie sa telies by sa malo riešiť v komplexnom tvare, pretože tam pôsobí aj rotácia. Preto sa vo vesmíre všetko točí. Nemusí to súvisieť s tvojimi výpočtami, ale treba byť opatrný s rozladením, ktovie ako to má byť správne. Ak máš záujem, pošlem ti súkromne link na diskusiu, kde o vede môžeme diskutovať bez toho aby to nejaký stredoškolácky správca skryl.

Offline

 

#29 01. 07. 2015 13:32

Brzls
Veterán
Příspěvky: 1033
Škola: MFF UK (15-..., Bc.)
Pozice: Student
Reputace:   66 
 

Re: okamžitá vzdialenosť gravitačného priťahovania

↑ pietro:
↑ rss:

1. Zde uvedené řešení je správně, neni důvod proč by být nemělo
2. Graf ti vyšel tak divně proto, že si omylem protáhl odmocninu i přes Arccos
3. r pomocí elementárních funkcí a konečného počtu operací vyjádřit nelze, nicméně není to problém, neboť software si s tím lehce poradí. To není na škodu, neboť i hodnoty elementárních funkcí nám vyčísluje software.



4. V podstatě už nejsem středoškolák
5. Ve svém tématu se bav o čem chceš, mazat ti to nebudu, je to tvoje téma. Mažu jen takové příspěvky, ve kterých svoje bláboly šíříš do cizích témat, popřípadě urážíš ostatní. Toho jsi si už mohl všimnout.
6. Apjar toho píše spoustu, nespočítal však zatím nic.
7. Pokud chceš nad výsledkem dál polemizovat (i když nevím, co chceš ještě řešit) tak budiž. Pokud ne, označ prosím téma jako vyřešené

Toť ode mne vše
Hezký den

Offline

 

#30 02. 07. 2015 10:24

pietro
Příspěvky: 4762
Reputace:   187 
 

Re: okamžitá vzdialenosť gravitačného priťahovania

↑ Brzls: Vďaka za opravu :-)

Tak to mi odľahlo ...

//forum.matweb.cz/upload3/img/2015-07/25428_rss1.PNG

Offline

 

#31 02. 07. 2015 10:35 — Editoval pietro (02. 07. 2015 10:39)

pietro
Příspěvky: 4762
Reputace:   187 
 

Re: okamžitá vzdialenosť gravitačného priťahovania

↑ rss: Ahoj, myslím, že ešte nenastala doba, keď za svoje názory sa musíme stiahnuť do ilegality.

A boli v minulosti aj také obdobia...

Vnímam túto snahu o zachovanie "čistoty".

Podľa mňa je to ako keď niekto na školskú nástenku dopíše 1+1=3.

(To sa predsa nesmie.) Vidí to školopovinná mládež a ako to bude vplývať na jej ďalší vývoj....
==========================================
To nevadí ?, že z internetovej oblasti sa tlačí na dieťa zával iného vadného materiálu..

ale nič, ideme počítať inverznú...:-) ku t(r).

Offline

 

#32 02. 07. 2015 16:24

KennyMcCormick
Příspěvky: 1677
Reputace:   49 
 

Re: okamžitá vzdialenosť gravitačného priťahovania

↑ rss:

ktovie ako to má byť správne

Úplně každý, kdo má za sebou alespoň 2 semestry vysoké školy.


Even if you take the best course of action, the universe is still allowed to say "So what?" and kill you.

Offline

 

#33 03. 07. 2015 11:33

pietro
Příspěvky: 4762
Reputace:   187 
 

Re: okamžitá vzdialenosť gravitačného priťahovania

↑ rss:Ahoj, jedno z možných zoskupení premenných a operácií

Taylorovým rozvojom za použitia inverzných derivácií

..nevýhoda...pre vysoké k sa stroje preťažia vo svojich rozsahoch.

A preto aproximácia nie je presná :-(

//forum.matweb.cz/upload3/img/2015-07/15949_Bez%2Bn%25C3%25A1zvu.png

Offline

 

#34 03. 07. 2015 12:01 — Editoval pietro (03. 07. 2015 12:03)

pietro
Příspěvky: 4762
Reputace:   187 
 

Re: okamžitá vzdialenosť gravitačného priťahovania

Asi to bude treba preškálovať do rozsahu t , r <-1...+1>

Offline

 

#35 06. 07. 2015 00:35

rughar
Příspěvky: 424
Škola: MFF UK
Pozice: Vědecký pracovník
Reputace:   27 
 

Re: okamžitá vzdialenosť gravitačného priťahovania

K diskutované analýze řešení...

Může být na zamyšlení, co je vlastně "řešení ve správném tvaru". Většinou se tvar výsledku, který lze vyčíslit s vlastností superkonvergence (tedy že chyba klesá exponenciálně s počtem iterací), dá považovat za finále. Neboť výpočet takové odmocniny se počítá stejně rychle (například půlením intervalů).

Taylorovy rozvoje mají jeden všeobecný neduh. Pokud se ptáme na přesnost hodnoty v pevném bodě, tak s přikládáním vyšších a vyšších členů Taylorova rozvoje chyba sice klesá exponenciálně. Nicméně když si otázku položíme tak, jak intenzivně se rozšiřuje oblast, kde řešení známe řekněme s přesností 1%, tak tato oblast roste s přikládáním vyšších řádů velmi pomalu. Na malých vzdálenostech od bodu, kde vyjadřujeme rovnost, tak můžeme získat věrné řešení, ale dříve nebo později (spíš dříve) nám Taylorova řada libovolného řádu bude značně od řešení divergovat. Využiji obrázek z wikipdie, který demonstruje, jak dobře se blíží vyšší řády Taylorova rozvoje k funkci sinus:

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e4/Sintay_SVG.svg/300px-Sintay_SVG.svg.png

Je dobré se nebát tolik speciálních funkcí (například eliptické integrály) nebo řešení, které jsou prezentovány jako inverzní funkce. Ruku na srdce, umíte opravdu počítat obyčejnou odmocninu? :). Jestli ano, pak pro vás vůbec není překážka se vypořádat s inverzní funkcí nebo jinou konstrukcí. Jediné, co hraje do karet odmocnině je to, že se to jen objevuje často a proto to lidi implementovali do kalkulaček přednostně. Ostatně, třeba hledáček řešení kubických rovnic už je v řadě kalkulaček implementováno také.

Pokud hledáme řešení ve tvaru nějakých polynomů, bývá mnnohem lepší používat speciálnější polynomy, například kubický spline (což je vlastně úlně obyčejný polynom třetího řádu). Které nejsou odvozeny pouze od hodnot derivací v jednom bodě, ale snaží se aproximovat řešení na určitém intervalu na základě hodnot derivací na obou koncích intervalu. Tyto aproximace mají zpravidla mnohem lepší vlastnosti.

Ještě si dovolím další formulaci řešení (v podstatě je to jen přehazování konstant a algebraická úprava rovnice)

$S = R \cos^2 (p)$
$s = r \cos^2 (p)$
$t = \left(p + \frac{\sin(2p)}{2}\right) \sqrt{\frac{(r+R)^3}{2G(m+M)}}$

Je to jen zkrátka parametrické vyjádření řešení. Na levé straně je vždy hodnota, kterou hledáme (S,s,t) a na pravé straně jsou konstanty pohybu (r,R - počáteční hodnoty, G,M,m - fyzikální konstanty) a parametr p. Různé hodnoty parametru p pak jen vykreslují jednotlivé body řešení. Hodnoty parametru p v intervalu 0..pi/2 nám tak vykreslí všechny body trajektorie pádu. Pokud bychom rádi vykreslili trajektorii, tak tady máme zcela exaktní metodu, jak kreslit jednotlivé body. Jediný problém je jen to, že zadáváme apriori hodnotu p a nevíme dopředu, pro jaký čas počítáme bod trajektorie. Nicméně metodou půlení intervalu to můžeme snadno nalézt - tedy metodou, která je srovnatelná s tím, jak se počítá i obyčejná odmocnina.

Doporučuji položit si otázku, jak se vlastně počítá odmocnina nebo hodnota funkce sinus :). Pokud tušíte, pak by vám řešení v podobně implicitním tvaru neměla vůbec překážet. Respektive o nic víc, než řešenní ve tvaru goniometrické funkce. Balíček elementárních funkcí je prostě jen hromádka předem nadefinovaných funkcí, které se jen vyskytují častěji. Řešení v jejich tvaru není o nic hodnotnější. Neměli bychom lámmat hůl nad řešením, o kterém se zkrátka jen lidé nedohodli, že pro tento tvar nevymysleli značku podobnou klikiháku v odmocnině.


1 + 1 = 1 + 1
... a nebo taky ne

Offline

 

#36 07. 07. 2015 22:14 — Editoval pietro (07. 07. 2015 22:18)

pietro
Příspěvky: 4762
Reputace:   187 
 

Re: okamžitá vzdialenosť gravitačného priťahovania

Ahoj rss a rughar,
ďakujem rugharovi za dobré prirovnanie pátrania po inverznej ku problému s odmocninou. Sklapli moje ideály o sile počtov
ako sa čo najrýchlejšie a najpresnejšie dopracovať ku pravde.

Chcel by som sa ešte ale vrátiť ku strojovému spracovaniu trajektórie ( ako chcel pôvodne rss) , bez analytického vyjadrenia riešenia diferenciálnej rovnice.

Vyjdime zo základnej diferenciálnej rovnice.

r"=-k/r^2 a poč. podm.r(0)=R, v(0)=r'(0)=0, k=G*(M+m)
tú si premeníme na jej historickú predchodkyňu, diferenčnú rovnicu a vyjadríme najbližší neznámy krok, v našom prípade r(i+2)
To nám hovorí, že bod v 2.kroku počítame na základe znalosti polohy v 1.kroku a 0.kroku.

Pri štarte máme 0. krok vlastne r(0)=R
a 1. krok je vlastne to isté, lebo máme rýchlosť rovnú nule. Časové delta zvoľme 1sekundu, počiatočné R=0.2m, M= 2kg, m=0.5kg, stretnú sa za cca 8000sekúnd.
//forum.matweb.cz/upload3/img/2015-07/00009_obr.PNG

Na tieto diferenčné rovnice je mne vhodný excel
kde v nasledujúcom okienku počíta kombinácie vzorcov z predošlých okienok.
Po porovnaní výsledkov vidno dobrú zhodu s anaytickým riešením.Záleží len na vhodnej voľbe delty času.

//forum.matweb.cz/upload3/img/2015-07/00068_grafrr.PNG

Offline

 

#37 10. 07. 2015 08:07 — Editoval pietro (10. 07. 2015 09:44)

pietro
Příspěvky: 4762
Reputace:   187 
 

Re: okamžitá vzdialenosť gravitačného priťahovania

A ešte sa mi s prepáčením tvoria otázky...:

1. ako by sme mohli skontrolovať analytický výsledok spätným dosadením do východiskovej diferenciálnej rovnice
trebárs podľa http://homen.vsb.cz/~kre40/esfmat2/kapi … la_5_3.pdf



2. predstavme si, že máme k dispozícii len hodnoty r v závislosti na čase v tvare dátového súboru... od r=R v t=0 do r=0 v čase t=inf.
Vedeli by sme z nameraných údajov zostaviť
Newtonov gravitačný zákon? Teda spätne zrekonštruovať z nameraných hodnôt exaktný analytický predpis?

3. Ako by sa daná úloha dala riešiť pomocou zakriveného časopriestoru?

Offline

 

#38 13. 07. 2015 11:49

rughar
Příspěvky: 424
Škola: MFF UK
Pozice: Vědecký pracovník
Reputace:   27 
 

Re: okamžitá vzdialenosť gravitačného priťahovania

↑ pietro:

K bodu 3.: Neuvěřitelně složitě :). Zejména nejde pracovat jen s polohy bodů a jejich rychlostmi, ale i s jejich historií. Gravitační pole není jednoznačně dané tím, kde ty body jsou a jak rychle se pohybují ale záleží na celé průběhu. Zkomplikují nám to totiž gravitační vlny, které se postupně vyzařují. Tenhle efekt bude o to dominantnější, když budou body k sobě hodně blízko.

K bodu 2.: Totto přesně udělal Newton, jen to neudělal z této dráhy, ale z časového průběhu podél eliptické dráhy. Dokonce tehdy neznal diferenciální počet (ten sám později vymyslel), ale přišel na to čistě geometrickými úvahami.

http://www.krouzekfyziky.cz/files/JEVICK04.pdf

Ale jde to samozřejmě i tak že se vyjádří časový průběh dráhy, časový průběh zrychlení (druhá časová derivace). To je soustava dvou rovnic, od kterých se separuje časová proměnná, takže zůstane jedna rovnice závislosti zrychlení na dráze.


1 + 1 = 1 + 1
... a nebo taky ne

Offline

 

#39 13. 07. 2015 17:07 — Editoval rss (14. 07. 2015 07:52)

rss
Zablokovaný
Příspěvky: 233
Škola: 128.1.1.1
Pozice: root
Reputace:   -42 
 

Re: okamžitá vzdialenosť gravitačného priťahovania

↑ pietro: ↑ Brzls: ↑ rughar: Ďakujem, asi ste vyriešili problém. S t a č í   m i   z á v i s l o s ť   č a s u   n a   v z d i a l e n o s t i . Potrebujem vytvoriť OpenOffice tabuľku, kde budú časy a vzdialenosti, a z nej niečo vypočítam. Stačií mi zopár variant: zmena počiatočnej vzdialenosti povedzme na 1/2 alebo 1/3, dve porovnateľné hmotnosti, a dve značne rozdielne hmotnosti.

Pre istotu sa ešte raz spýtam, či je toto správny vzorec:
//forum.matweb.cz/upload3/img/2015-07/52408_CasGravitacnehoPritahovania.png

↑ rughar: Čo sa týka "vyžarovania gravitačných vĺn",tak to by sme si mali ujasniť pojem "žiarenie". Pole môže konať prácu spojito s akoukoľvek malou alebo veľkou energiou, alebo nespojito pomocou kvánt, kde už nie je silové pôsobenie a existuje minimálna energia prenášaná kvantom. Meranie akožegravitačných vĺn bolo robené na základe pôsobenia sily, malých energií, a sama gravitácia nemôže vytvoriť žiarenie rovnako ako elektrická intenzita.

Offline

 

#40 14. 07. 2015 11:07 — Editoval pietro (14. 07. 2015 11:07)

pietro
Příspěvky: 4762
Reputace:   187 
 

Re: okamžitá vzdialenosť gravitačného priťahovania

rss Ahoj, posielam Ti hárok v exceli, malo by to fungovať aj v Open Office. Daj vedieť ako to zaberá..prípadne upravíme...
V ďalšom kole mám v pláne to vykonať pre dvojrozmer  a mohli by sme sledovať ako sa hmotnosti naháňajú po ploche.

Odkaz

Offline

 

#41 14. 07. 2015 18:17

rughar
Příspěvky: 424
Škola: MFF UK
Pozice: Vědecký pracovník
Reputace:   27 
 

Re: okamžitá vzdialenosť gravitačného priťahovania

↑ rss:

Kvantová podstata gravitačního záření není známá. Gravitační záření není ani pořádně pozorované, takže analogie k Planckově kvantové hypotéze ke gravitaci neexistuje. Uvažuje se, že by analogicky k fotonu existoval graviton, nicméně neexistuje zatím žádně pozorování takového kvanta.

"Záření", které jsem měl na mysli, jsou gravitační vlny podle Obecné teorie relativity. Asi tak, jako Maxwellovy rovnice předvídají elektromagnetické vlny bez další znalosti fotonů, tak OTR umí předpovědět gravitační vlny. Není důvod si myslet, že by to mělo být špatně. Elektromagnetické vlny popsané Maxwellovýmy rovnicemi bez kvantové hypotézy docela věrně popisují většinu známého elektromagnetického záření (rádiové vlny, kosmické záření, ...). Prvním krokem je uvažování klasických nekvantových vln. To, že médiem pro šíření vlny je nějaká součást standardního modelu jako je foton (elektromagnetismus) nebo graviton (hypotetická pro gravitaci) je snaha posunout přesnost o další řád.

Nekvantové pojetí gravitačních vln je jen "mezikrok" k přesnějšímu vyjádření. To je ale přísně vzato úplně jakýkoliv popis a zřejmě i ten kvantový.


1 + 1 = 1 + 1
... a nebo taky ne

Offline

 

#42 14. 07. 2015 20:46

mák
Místo: Vesmír, Galaxie MD
Příspěvky: 869
Reputace:   62 
 

Re: okamžitá vzdialenosť gravitačného priťahovania

Zdravím,
pro ↑ rss: jsem tady uložil soubor ve formátu ods, který zjednodušeně počítá přes pomocnou proměnou $P$ podle příspěvku ↑ rughar:. Využívá makro.
Určitě to půjde předělat na tabulku.
Vypočítané hodnoty jsou platné mezi počátečním časem nula a maximálním časem, který je dán střetem obou těles. Nejsou ošetřeny nežádoucí stavy.


LibreOffice Verze: 7.6.6.3, Maxima 5.47.0 (SBCL)

Offline

 

#43 16. 07. 2015 12:25

pietro
Příspěvky: 4762
Reputace:   187 
 

Re: okamžitá vzdialenosť gravitačného priťahovania

↑ rss: Ahoj, posielam testovanie analytického riešenia

//forum.matweb.cz/upload3/img/2015-07/42312_test%2Bdiferenc.png

Offline

 

#44 16. 07. 2015 12:35

misaH
Příspěvky: 13436
 

Re: okamžitá vzdialenosť gravitačného priťahovania

↑ pietro:

Pietro, nemáš chybu ... :-)

Offline

 

#45 16. 07. 2015 16:43

pietro
Příspěvky: 4762
Reputace:   187 
 

Re: okamžitá vzdialenosť gravitačného priťahovania

↑ misaH: To ja nie..to rughar  a potom  ...ďaleko ďaleko stroj.

Len neviem,  prečo Newtona ako prvé napadlo, že sila je nepriamo úmerná

štvorcu vzdialenosti, keď aj to čudo vľavo má rovnaké hodnoty... :-)

Offline

 

#46 17. 07. 2015 00:15

rughar
Příspěvky: 424
Škola: MFF UK
Pozice: Vědecký pracovník
Reputace:   27 
 

Re: okamžitá vzdialenosť gravitačného priťahovania

↑ pietro:

Newtona to napadlo a to je jeden z důvodů, proč to byl podle mě skutečně génius :). Doporučuji dost tohle:

http://utf.mff.cuni.cz/~podolsky/Newton/JEVICK04.pdf

To, co vymyslel Newton, zpracoval R. Feynman a tenhle pdf dokument je pak překlad od pana prof. J. Podolského do češtiny. Rozuzlení kvadratické závislosti je na straně 5. Ale určitě má smysl i zbytek texu. Například Kplerův zákon "o plochách" vyňatých průvodičem bude splněn ať už má gravitační zákon jakýkoliv tvar, stačí jen to, že síla působí přímo do středu působení a že nezáleží na směru. Tedy že je závislá pouze na vzdálenosti od zdroje (a je úplně jedno jak) a míří přímo do zdroje.


1 + 1 = 1 + 1
... a nebo taky ne

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson