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 20. 02. 2021 14:31

edison
Příspěvky: 2622
Reputace:   47 
 

Řezy komolým kuželem

Mějme komolý kužel, průměry D1, D2, výška h (např. 100, 90, 20 mm) D2=D1-h/2, rotační osa shodná s osou Z.
Rozdělíme ho na stejně silné plátky tloušťky t<<D1 (např. 1 až 4 mm), [mathjax]D1/t \in N[/mathjax], řezy vedené podle rovin rovnoběžných s rovinou YZ.
Každý plátek kromě prvního a posledního má dvě rovné stěny, kdy má jedna větší a jedna menší plochu Spv a Spm (kromě prostředního při lichém počtu, který má Spm=Spv). Krajní plátky mají jen Spv.
Jaká má být tloušťka plátku t, jestliže má součet všech Spv pokrýt 90-100 % plochy kruhu o průměru D3>>D1 (např. 270 mm).
Není potřeba řešit, zda se tam geometricky dají nějak poskládat, jsou dělitelné.

Prosím o nakopnutí jak začít, nebo nástin jak by mohl vypadat postup. Prostě netuším jak na to:-)

Poznámky:
Nevím zda jsem to zařadil do správné sekce, na sš mi to přijde složitý, moc pokročilá matematika to ale asi taky nebude. Nejsem si ale jist, zda to není úloha jedině pro software.
Není to školní úloha, cílem je vzorec na výpočet síly plátků velkého žampiónu, aby pokryly pizzu:-)
Konečným cílem je program ve VB, kde zadám D1, h, D3 a vypadne mi jak silný plátky mám krájet. Líbilo by se mi početní řešení kdy program prostě jen použije vzorec. Kdyby to nešlo, tak samozřejmě není problém udělat triviální program, kterej vyzkouší různé počty plátků. V takovém případě jen nevím jak počítat Spv.

Jdu k Vietnamcovi pro další žampion. Říká jim "houby čéský":-)
http://dejvice.cz/edison/houbycz/

Offline

 

#2 20. 02. 2021 17:25 — Editoval surovec (20. 02. 2021 17:32)

surovec
Příspěvky: 1031
Reputace:   24 
 

Re: Řezy komolým kuželem

↑ edison:
Říkal jsem si, takovej vopruz tady nikdo řešit nebude. Ale když jsem dočetl, k čemu to bude ve finále dobré, zastyděl jsem se a musel jsem se o to pokusit a snad udělat tento svět zase o něco krásnější a bezpečnější. Takže:
Budu řešit jen situaci, že počet plátků je sudý, lichý se udělá obdobně. Označme počet plátků [mathjax]n[/mathjax], platí
[mathjax]t=\frac{D_1}{n}[/mathjax].
Počet plátků, které jsou ve tvaru obdélníku:
[mathjax]n_1=2\left\lceil\frac{D_2}{2t}\right\rceil[/mathjax], kde závorky značí zaokrouhlení nahoru.
Plocha těchto řezů:
[mathjax]S_1=n_1\cdot\frac{D_1+D_2}{2}h[/mathjax]
Dále pak počet nelichoběžníkových řezů "na jedné straně" kuželu:
[mathjax]n_2=\frac{n-n_1}{2}[/mathjax].
Dále bude [mathjax]a[/mathjax] značit pořadí řezu od "okraje" kuželu. Pak šířka paraboly, která tvoří [mathjax]a[/mathjax]-tý řez, je (po úpravách z Pythagorovky):
[mathjax]š=\frac{D_1}{n}\sqrt{a(n-a)}[/mathjax].
Výška paraboly (podobnost trojúhelníků):
[mathjax]v=\frac{ath}{D_1-D_2}[/mathjax].
Rovnice konkrétní paraboly je
[mathjax]y=\frac{2n}{D_1(n-a)}x^2[/mathjax]
a
obsah tohoto řezu (nějakej ten integrál):
[mathjax]S_{p_a}=\frac{8a{D_1}^2}{3n^2}\sqrt{a(n-a)}[/mathjax].
Takže plocha všech řezů v porovnání s plochou pizzy je
[mathjax]n_1\cdot\frac{D_1+D_2}{2}h+\frac{16{D_1}^2}{3n^2}\sum_{a=1}^{n_2}a\sqrt{a(n-a)}=\pi\left(\frac{D_3}{2}\right)^2[/mathjax].
Z toho se ovšem [mathjax]n[/mathjax] nedá vyjádřit analyticky, takže nezbývá, než zkusit odhad a ten pak upřesnit, z toho pak dopočítat [mathjax]t[/mathjax].

Offline

 

#3 20. 02. 2021 22:58

edison
Příspěvky: 2622
Reputace:   47 
 

Re: Řezy komolým kuželem

Díky.

Ta otázka byla míněna tak nějak vážně/nevážně, k pobavení na víkend, ale s možností že by z toho mohl bejt prakticky užitečnej výsledek.

Dnes mi to ale vietnamec sabotoval, měl samý malý...

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson