Vapaa kuvaus

Olen varttunut ja virttynyt tekniikan ihminen, joka on ehtinyt olla jo hyvin monessa mukana. Olen kiinnostunut hyvinkin erilaisista asioista, mutta fysiikan ja matematiikan ongelmat ovat aina haasteellisia, vaikka toisaalta kieli ja sen käyttäminen on myös kiintoisaa. Noita persoonallisuusosion vastuksia pitäisi osaltani kohtuullisesti laventaa, sillä nuo standardivastaukset eivät minulle sovi lainkaan. Minulle voit lähettää sähköpostia osoitteeseen vanha.jaara@suomi24.fi. Vastaan, jos vain ehdin. Kotimaa: --- Koulutus: --- Ammatti: Muu Siviilisääty: --- Lapset: ---

Aloituksia

5

Kommenttia

376

  1. Suurempi vaikutus kuin gravitaatiokentän muuttumisella on ilmanvastuksella. Se on vain siitä ikävä mallinnettava, että vastusvoiman riippuvuus nopeudesta on voimakkaasti epälineaarinen eli ilmanvastus ei ole verrannollinen nopeuden ensimmäiseen tai edes toiseen potenssiin, vaan verrannollisuuden eksponentti riippuu nopeudesta. Lisäksi ilman tiheys kasvaa melko jyrkästi maanpinnan läheisyydessä.

    Tämä voi tuoda sellaisen paradoksin, että riittävän korkealta pudotetun kappaleen nopeus todellisuudessa hidastuu maanpintaa lähestyttäessä.
  2. Lapset, lapset, ei tällaisten tehtävien ratkaisuun todellakaan mitään MAOLeja tarvita. Yksinkertainen periaatekuva piirtämällä ja sen differentiaaligeometriaa käyttämällä tehtävät ratkeavat helposti:

    Kun tuon a-kohdan ongelmaa tarkastellaan napakoordinaatistossa, niin differentiaalialkio dA = r dfi dr, missä r on säde, dfi differentiaalinen kulma ja dr r:n suuntainen differentiaalinen mitta. Nyt kun dA integroidaan r:n suhteen nollasta R:ään ja fi:n suhteen nollasta kahteen piihin, niin saadaan luonnollisesti A = pi R^2.

    Vastaavasti b-kohdassa tilannetta tarkastellaan sylinterikoordinaatistossa ja siten, että H:n korkuisen ja pohjan säteeltään R:n suuruisen kartion kärki on origossa. Tällöin saadaan tilavuusalkiokiekoksi dV = pi r^2 dh, missä dh on z-akselin suuntainen differentiaalinen mitta. Toisaalta r kasvaa nollasta R:ään, kun h kasvaa nollasta H:hon eli r = R h/H. Kun tämä sijoitetaan dV:hen, niin dV = pi R^2 h^2 dh/H^2. Tämä on helppo integroida nollasta H:hon ja saada tietysti V = pi R^2 H/3.

    C-kohta on vähän mutkikkaampi, mutta jälleen sopiva koordinaatiston valinta tekee asioista helpompia. Tarkastellaan nyt tilannetta pallokoordinaatistossa, jossa koordinaatit ovat r, fi ja theta. Nyt differentiaaligeometrisesta kuvasta nähdään helposti, että kuutio dV = r sin(theta) dfi r dtheta dr. Kun nyt dV integroidaan fi nollasta kahteen piihin, theta nollasta piihin ja r nollasta R:ään, niin saadaan V = 4 pi R^3/3.

    D-kohdassa kannattaa taas käyttää pallokoordinaatistoa, jossa differentiaalisen renkaan ala dA = 2 pi (R sin(theta)) R dtheta, joka integroidaan taas thetan suhteen nollasta kahteen piihin. Näin A = 4 pi R^2.

    Kannattaa aina piirtää tilanteesta kuva, johon sitten merkitsee eri differentiaaliset suureet, niin tehtävä helpottuu merkittävästi. Jos ei vielä tätä osaa, niin on syytä kiireesti opetella.