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 28. 01. 2016 23:17 — Editoval ce4aser (28. 01. 2016 23:20)

ce4aser
Příspěvky: 60
Reputace:   
 

Realny vypocet volneho padu

Zaujima ma ako vypocitat za aku dobu dopadne teleso na povrch napriklad mesiaca, kde nie je atmosfera teda tam je vakuum. A problem je ze vsade riesia ze gravitacne zrychlenie sa nemeni a je teda konstatna, predsa napriklad na povrchu mesiaca je g=1.622 a napriklad vo vyske 200km je len g=1.305. S toho vyplyva, ze to nie je konstatna ale nejaka funkcia.

$g = G (M_{t} / r^{2}) [m \cdot s^{-2}]$

preto vsetky vypocty so vzorcom:

$s = at^{2} / 2$

su nepravdive a nepresne. Tak sa chcem spytat, ako to matematicky spravne vypocitat. Kazdu odpoved si velmi vazim :)

Offline

 

#2 29. 01. 2016 09:21

Xellos
Příspěvky: 524
Škola: MFF CUNI, Bc. (13-16)
Reputace:   36 
 

Re: Realny vypocet volneho padu

To chces ratat volny pad z 200 kilometrov?

Offline

 

#3 29. 01. 2016 10:55

ce4aser
Příspěvky: 60
Reputace:   
 

Re: Realny vypocet volneho padu

↑ Xellos:

tak 200km bol ako priklad, ide mi skorej o realny vypocet kde gravitacne zrychlenie sa nepovazuje ako konstatna ale ako funkcia, leb v skutocnosti sa gravitacne zrychlenie meni vyskou.

Offline

 

#4 29. 01. 2016 16:35

zdenek1
Administrátor
Místo: Poděbrady
Příspěvky: 12436
Reputace:   897 
Web
 

Re: Realny vypocet volneho padu

↑ ce4aser:
problém není triviální.
Zkus se podívat sem

a Wikipedie


Pořádek je pro blbce, inteligent zvládá chaos!

Offline

 

#5 29. 01. 2016 19:10

LukasM
Příspěvky: 3274
Reputace:   193 
 

Re: Realny vypocet volneho padu

↑ ce4aser:
Já ještě doplním, že nejsnadnější způsob jak najít odpověď na tu otázku je zkusit si to v Excelu "naprogramovat". Pak už to v podstatě triviální je - ovšem pokud prahneš po analytickém řešení, bude ti to k ničemu.

Offline

 

#6 29. 01. 2016 21:13 — Editoval ce4aser (29. 01. 2016 21:21)

ce4aser
Příspěvky: 60
Reputace:   
 

Re: Realny vypocet volneho padu

LukasM napsal(a):

↑ ce4aser:
Já ještě doplním, že nejsnadnější způsob jak najít odpověď na tu otázku je zkusit si to v Excelu "naprogramovat". Pak už to v podstatě triviální je - ovšem pokud prahneš po analytickém řešení, bude ti to k ničemu.

tak som si spravil algoritmus v php najdete to na tejto stranku: klini sem.

OLD -> podla vypoctu homogenneho gravitacneho pola pri vyske 0m nad povrchom mesiaca
NEW -> algoritmus ktory uz pocta s tym ze sa gravitacne posle meni

princip algoritmu:
  - 1. zaciname na urcitej vyske kde mame urcite gravitacne zrychlenie g(h)
  - 2. vypocital som pri akej vyske sa mi zmeni gravitacna konstanta o 0.001% (kvoli optimalizacii neni rozumne ist hlavou k muru napriklad po 10 metroch, kde sa to az tak nemeni a zase pri nizssi vyskach sa g meni menej vyrazne ako pri vyssich vyskach, tymto som slepsil presnost a aj vypoctove zatazenie)
  - 3. vypocital som si rozdielovu vzdialenost delta s (medzi g(h) a g(h)+0.001%.
  - 4. Vypocital za aky cas klesne na tu vysku.
  - 5. aktualizoval som premenne ako aktualna vyska, g(h) podla aktualnej vyske, pricital cas ku celkovemu casu, aktualizoval som pociatocnu rychlost (ktora je samozjrejme vyssia ako na zaciatku cyklu)
  - opakoval som takto body 2 - 5 az po kym mi nezostala nejaka mala zostatkova vyska a dopocital cas dopadu od zostatovkej vyske (nejdeme predsa pod povrch :D )

ako je vidiet pri vypoctoch co nas krmia na strednej by bol cas dopadu za cca 8 minut a 16 sekundu ale realnejsi vysledok je cca 9 minut a 5 sekund.

PS:
kazdo padne tento algoritmus mi dopomoze ako to matematicky odvodit :)

diki moc s tym excelom to bol dobry napad, posunul si ma v pred, tym ze som sa na to pozrel inym smerom :) podla algoritmu ako mi vysiel mi s toho vychadza ze mam odvodit dvojity integral.

Offline

 

#7 30. 01. 2016 01:26

mák
Místo: Vesmír, Galaxie MD
Příspěvky: 920
Reputace:   63 
 

Re: Realny vypocet volneho padu

Zdravím,
něco jsem našel, platí pokud je hmotnost padajícího předmětu zanedbatelná vůči planetě:

Code:

Const Pi = 3.141592653589793
Function FreeFall(h#, M#, r#) As Double 
    Dim G As Double    
    G = 6.67408e-11   ' - gravitační konstanta
    ' h                 - počáteční výška nad povrchem [m]
    ' M = 5.9736e24     - hmotnost planety, měsíce, hvězdy [kg]
    ' r = 6376100       - poloměr planety, měsíce, hvězdy [m]
    FreeFall = -((r+h)*(2*atn(sqr(r/h))-Pi)-2*sqr(h*r))*sqr((r+h)/(8*G*M))
End Function

LibreOffice Verze: 25.8.4.2, Maxima 5.49.0 (SBCL)

Offline

 

#8 30. 01. 2016 10:21 — Editoval ce4aser (30. 01. 2016 14:05)

ce4aser
Příspěvky: 60
Reputace:   
 

Re: Realny vypocet volneho padu

mák napsal(a):

Zdravím,
něco jsem našel, platí pokud je hmotnost padajícího předmětu zanedbatelná vůči planetě:

Code:

Const Pi = 3.141592653589793
Function FreeFall(h#, M#, r#) As Double 
    Dim G As Double    
    G = 6.67408e-11   ' - gravitační konstanta
    ' h                 - počáteční výška nad povrchem [m]
    ' M = 5.9736e24     - hmotnost planety, měsíce, hvězdy [kg]
    ' r = 6376100       - poloměr planety, měsíce, hvězdy [m]
    FreeFall = -((r+h)*(2*atn(sqr(r/h))-Pi)-2*sqr(h*r))*sqr((r+h)/(8*G*M))
End Function

Tak chvilku som rozmyslal co je to za programovaci jazyk, potom som zistil ze je to Excel, takze hotovy vzorec by mal byt takyto podla tej funkcie

$t=-\sqrt{\frac{r+h}{8GM}}[(r+h)(2arctan\sqrt{\frac{r}{h}}-\pi)-2\sqrt{hr}]$

implementoval som to do stranky (Odkaz):
* Const - bere gravitacne zrychlenie ako konstantu z hodnoty na povrchu
* Algorithm - algoritmicke riesenie problemu z neznalosti uplnej matematickej formuly
* Formula - s tymto vzorcom na kolko mam odvodeni vzorec

Diki moc, teraz viem ako ma vzorec vypadat a cil ma zaujima matematicky postup ako s k nemu dostalo. Mozno sa mylim ale malo by byt s toho dvojity integral. Prvni neurcity a druhy urcity. Neurcity pod casu a druhy urcity od 0 po h podla drahy.

EDIT: keby sme uvazovovali nad tym ze hmotnost telesa je nezanedbatelna tak:
$t=-\sqrt{\frac{r+h}{8G(M1+M2)}}[(r+h)(2arctan\sqrt{\frac{r}{h}}-\pi)-2\sqrt{hr}]$

ked sa tam zamyslim toto je cisto newtonova fyzika, sranda by bola vidiet upraveny vzorec po einsteinovej uprave.

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson