F = kvx

Kappaleeseen vaikuttava voima riippuu nopeudesta ja paikasta seuraavasti:

F = kvx, k > 0

Siis v ja x ovat tuntemattomia ajan funktioita.
Kappale ohittaa origon hetkellä t = 0 nopeudella v = v0.

Miten ratkaistaan x = x(t) ?

Olen miettinyt tätä ihan tautisesti eikä mitään edistystä ole tapahtunut.
9110
Äänestä

Muut lukivat myös

Vastaukset 9

Vanhimmat

F = m a
a = d^2x/dt^2
v = dx/dt

Äänestä
  • Kyllä, mutta tuo differentiaaliyhtälö on aikas vaikea. Olen yrittänyt myös kirjoittaa

    dv/dt = (dv/dx)(dx/dt) = v dv/dx ja saanut muodon

    x(t) = (m/k) dv/dx, mutta se nyt ei ole suoraan t:n funktio.

    Äänestä

Kappale kääntyy origossa 90 astetta, eli x on vakio

Äänestä

Differentiaaliyhtälön

m⋅∂²x(t)/∂t² = k⋅x(t)⋅∂x(t)/∂dt

ratkaisu alkuehdoilla x(0) = 0 ja ∂x(0)/∂dt = v0 on

x(t) = tan((1/2)⋅t⋅√(v0⋅m⋅k)⋅√(2)/m)⋅√(v0⋅m⋅k)⋅√(2)/k.

Äänestä

Tällaista differentiaaliyhtälöä voisi rääpiä näin:

m/k*x''=x*x', integroidaan puolittain m/k*x'=int(x*x') C

Osittaisintegroinnilla: int(x*x')=x^2-int(x'*x)=>int(x*x')=½*x^2, joten

m/k*x'=(½*x^2) C

x'(0)=Vo=>C=m/k*Vo, mutta ei sotketa sitä vielä mihinkään

Erotetaan muuttujat: dx/(½x^2 C)=k/m*dt, eli dx/(x^2 2C)=(k/2m)*dt.

Merkitään 2C=D^2, jolloin dx/(x^2 D^2)=(k/2m)*dt

Integrointitaulukoista: arctan(x/D)=(D*k/(2m)*t) E. X(0)=0=> E=0

x/D=tan(D*k/2m*t)=>x(t)=D*tan(D*k/(2m)*t), jossa D=sqrt(2C), missä C=m/k*Vo








'

Äänestä

Siinä on sulkuja väärissä paikoissa korjataan, jos täta nyt kukaan lukee:

Erotetaan muuttujat: dx/(½x^2 C)=k/m*dt, eli dx/(x^2 2C)=(k/(2m))*dt.

Merkitään 2C=D^2, jolloin dx/(x^2 D^2)=(k/(2m))*dt

Integrointitaulukoista: arctan(x/D)=(D*k/(2m)*t) E. X(0)=0=> E=0

x/D=tan(D*k/2m*t)=>x(t)=D*tan(D*k/(2m)*t), jossa D=sqrt(2C), missä C=m/k*Vo

Äänestä
  • Kiitos paljon, taitaa se tosiaan noin mennä, ihan mahtavaa!
    Nyt se ei enää vaivaa mieltä. Hassua vain, että tää oli meillä ihan vaan pienenä helppona kotitehtävänä.... jonka kaikki varmaan osaa!

    Äänestä

  • fysiikan opiskelija kirjoitti:

    Kiitos paljon, taitaa se tosiaan noin mennä, ihan mahtavaa!
    Nyt se ei enää vaivaa mieltä. Hassua vain, että tää oli meillä ihan vaan pienenä helppona kotitehtävänä.... jonka kaikki varmaan osaa!

    Miksipä et katsoisi valmista tulosta josta on helpompi päätellä edistyminen tai haluttaessa välivaiheet, kun vastaus löytyy klikkaamalla.

    Esim:
    http://www.wolframalpha.com/input/?i=y''(x)=x*y'(x)

    Äänestä

Mitä järkeä on ryhtyä yhtäkkiä ratkomaan aivan toista yhtälöä?

Äänestä

Kommentoi aloitusta


fysiikan opiskelija kirjoitti:

Kappaleeseen vaikuttava voima riippuu nopeudesta ja paikasta seuraavasti:

F = kvx, k > 0

Siis v ja x ovat tuntemattomia ajan funktioita.
Kappale ohittaa origon hetkellä t = 0 nopeudella v = v0.

Miten ratkaistaan x = x(t) ?

Olen miettinyt tätä ihan tautisesti eikä mitään edistystä ole tapahtunut.

Anonyymi
5000

Ilmoita asiaton sisältö

  • Sisältää materiaalia, joka on loukkaavaa, herjaavaa, rasistista, uhkailevaa tai ahdistelevaa.

  • Materiaali sisältää nimiä, yhteystietoja tai muita henkilökohtaisia tietoja. Julkisuuden henkilöistä, julkisissa viroissa toimivista ihmisistä sekä yritysten vastuuhenkilöistä saa keskustella työhön liittyen. Myös yksityiselämään liittyvistä asioista voi keskustella siltä osin, kuin niistä on julkisesti kerrottu.

  • Sisältää lapsille haitallista tai heiltä kiellettyä materiaalia. Seksuaalinen sisältö on sallittua aiheeseen tarkoitetuilla palstoilla, joiden ikäraja on 18 vuotta.

  • Lainvastaista sisältöä voi olla mm. yksityiselämää loukkaavan tiedon levitys, kiihottaminen kansanryhmää vastaan, laiton uhkaaminen, alaikäisiin liittyvä seksuaalinen sisältö/grooming, petokset, identiteettivarkaudet, kunnianloukkaukset ja tekijänoikeusrikkomukset.

  • Sisältö ei liity palstan tai keskusteluketjun aiheeseen.

  • Viesti ei ole suomea tai ruotsia (pl. International Forums), se sisältää mainontaa, se sisältää tekijänoikeuksin suojattua materiaalia, se on massapostitus tai jokin muu syy.

Jaa keskustelu