Fysiikanlasku

Kaksi negatiivisesti varautunutta pistemäistä kappaletta ovat metrin päässä toisistaan. Toisen kappaleen massa on M ja varaus Q ja toisen massa on m ja varaus q. Johda Coulombin lain ja Newtonin toisen liikelain avulla lauseke kappaleiden etäisyydelle ajan funktiona. Huomioi laskuissasi ainoastaan sähköinen voima.

Osaisiko joku neuvoa miten menee? En saanut ratkaistua, vaikka aikani yritin.
9<50
Äänestä

Muut lukivat myös

Vastaukset 9

Vanhimmat

Toivottavasti kysyjä ei ole yläastetta korkeammassa oppilaitoksessa..

Äänestä

Eihän kysyjän tarvitse olla missään oppilaitoksessa. Toivottavasti kysyjä ei ole ydinvoimalan turvallisuussuunnittelija:)
Menisiköhän näin:
Olkoon a(t) kappaleiden nopeuden muutos toisiaan kohden ja y(t) niiden etäisyys ajanhetkellä t.
a = k*|qQ|*(1/m 1/M) / y^2
toisaalta a = y´´ , niin saadaa toisen kertaluvun epälineaarinen differentiaaliyhtälö
y''y^2 = k*|qQ|*(1/m 1/M) , jossa oikea puoli on siis vakio, jolle voit laskea arvon.
Yksikäsitteiseen ratkaisuun tarvitaan kaksi alkuehtoa:
y(0)=1 metrin päässä toisistaan, ja
y'(0)=0 eli kappaleet ovat alkutilanteessa levossa toisiinsa nähden.

Äänestä
  • Kysyjä ei ole ydinvoimalan turvallisuussuunnittelija, älkää pelätkö. Tosiaan kappaleet ovat alkutilanteessa toisiinsa suhden levossa, vaikka se jäi mainitsematta aloitusviestissä.

    Voidaanko tuo y(t) ratkaista jotenkin nätisti tuosta yhtälöstä y''y^2=a, jossa a=k*|qQ|*(1/m 1/M)? Vai miten voitaisiin määrittää kappaleiden etäisyydet esimerkiksi kymmenen sekuntin päästä?

    Äänestä

En ole niin hyvä tällaisten ratkaisemisessa suljetussa muodossa, että viitsisin alkaa miettimään. Käytännössä helpompi on laskea likiarvo numeerisesti vaikka Wolfram-aplhalla, excelillä, tekemällä pikku ohjelma tai jollain soveltuvalla valmisohjelmistolla.

Äänestä

Numeerisesti ratkaistaessa helpompi tapa voisi olla energiaperiaatteen soveltaminen. Massojen liike-energia = -1/y-riippuvan sähköisen potentiaalin muutos etäisyyden pienetessä.

Äänestä
  • Mahtaisiko toimia näin? Miten saat ajan liitettyä yhtälöihin?

    Äänestä

Kirjoitan nyt yhtälön muotoon d^2y/dt^2 = b/y^2. Tämä ratkeaa normaaliryhmällä

dy/dt = z , dz/dt = b/y^2. Tästä seuraa ratkaisu

t C2 = Int(dy/sqrt( 2 Int(b/y^2 )dy C1)) = Int (sqrt(y/(C1 * y - 2 b))) dy , missä C1 ja C2 ovat integroimisvakioita.

Tästä saadaan

t C2 = 1/C1 * sqrt(C1 * y^2 - 2by) (2b)/(C1*sqrt(C1)) * ln (sqrt(C1 * y) sqrt(C1*y - 2b))

Johan tuli lauseke jos oikein laskin. Ja tämä antaa t:n y:n funktiona. Alkuehdoista pitäisi ratkaista integroimisvakioiden C1 ja C2 arvot.

Ohman

Äänestä
  • Tässä ei todellakaan tarvita mitään tuommoista. Coulombin laista saa voiman jolla on kiihtyvyyteen

    Äänestä

  • Tämä Coulombin laista saatava voima ja sen aiheuttama kiihtyvyys ovat juuri tuossa tekstini 1. rivillä. Miten on lukutaidon laita?Jos et ymmärrä mistä tuo tulee niin katso mitä Laskee kirjoitti.Minä käytin nimeä "b" koko siitä vakiomöntistä mikä Laskee-nimimerkin yhtälössä esiintyi.

    Ohman

    Äänestä

Kommentoi aloitusta


elävä kirjoitti:

Kaksi negatiivisesti varautunutta pistemäistä kappaletta ovat metrin päässä toisistaan. Toisen kappaleen massa on M ja varaus Q ja toisen massa on m ja varaus q. Johda Coulombin lain ja Newtonin toisen liikelain avulla lauseke kappaleiden etäisyydelle ajan funktiona. Huomioi laskuissasi ainoastaan sähköinen voima.

Osaisiko joku neuvoa miten menee? En saanut ratkaistua, vaikka aikani yritin.

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