Bakteerien jakautuminen?

Anonyymi

Moro,

Voisko joku kertoo, miten tää lasku oikein lasketaan?

"Bakteeri jakautuu (eli tuplautuu) kerran tunnissa. Kuinka pitkän ajan kuluttua bakteereja on miljoona kappaletta?"

Matematiikan kirjaa en ota käteen, kun sellaista ei löydy.

12

1830

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • Anonyymi

      Lopussa bakteereita on miljoona. Alussa niitä on yksi. Kokeile montako kertaa joudut jakamaan miljoonan kakkosella ennenkuin jäljellä on noin yksi. Tai kokeile kuinka monta kertaa joudut kertomaan ykkösen kahdella ennenkuin sinulla on miljoona.

      0 tuntia = 1 bakteeri
      1 tunti = 2 bakteeria
      2 tuntia = 2 * 2 = 4 bakteeria
      3 tuntia = 2 * 2 * 2 = 8 bakteeria
      4 tuntia = 2^4 = 16 bakteeria
      jne.

      Mihin potenssiin pitää kakkonen korottaa jotta saat tulokseksi miljoonan? Yllättäen se on melkein tasaluku. Sen voi laskea logaritmien avulla tai sitten ihan suoraan kokeilemalla kuten edellä.

    • Anonyymi

      Jos laskee "biologisia" laskuja, niin aina pitää ennen vastausta hiukan pohdiskella mitä tuli laskettua. Määrät kasvavat helposti niin suuriksi, etteivät ne mahdu mihinkkään rajattuun tilaan, saatavilla oleva vesi ja ravinto loppuu, elinikä on lyhyt, jne...

      • Anonyymi

        Toki. Rajoituksia tulee erityisesti kiinteässä aineessa, jossa bakteerit joutuvat kasvamaan pesäkkeinä. Jos bakteerit lisääntyvät esimerkiksi nesteessä niin miljoona bakteeria ei vielä ole mitään. Litrassa juomavettä ei saisi olla enempää kuin luokkaa alle tuhat kolibakteeria eli kuutiometrissä uimarannan vettä voi helposti olla tuo miljoona bakteeria.

        Vuonna 2016 arvioitiin että 70 kg painoisen ihmisen kehossa on kaikkiaan luokkaa 3.8E13 (eli 38 tuhatta miljardia bakteeria eli 38000000000000 kpl), joiden yhteismassa on noin 0.2 kg. Suurin osa tuosta bakteerimäärästä tietenkin ruoansulatuskanavassa mutta osa iholla.

        www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4991899/

        Ihmisen kehossa on ihmisen omia soluja noin 3.5E13 eli lukumääräisesti vähemmän kuin bakteereja).


    • Anonyymi

      Matikan oppikirjaa ei todellakaan kannata ottaa käteen. Niissä on yleensä ziljoonia bakteereja.

    • Anonyymi

      Laskua voisi vaikeuttaa olettamalla bakteerien eliniäksi 4 tuntia.

      • Anonyymi

        Mitä tarkoittaisi bakteerin elinikä kun jokainen bakteeri on kuitenkin tuntia aiemmin ollut toisen bakteerin osana? Kun bakteeri jakautuu niin se jakautuu kahtia kahdeksi samanlaiseksi uudeksi osaksi eikä siinä jää jäljelle mitään emäbakteeria joka sitten myöhemmin kuolisi.

        Jos kuitenkin oletettaisiin että toinen jakautuneen bakteerin osista olisi se "vanha" osa ja kuolisi 4 tunnin kuluttua niin tuossa ajassa jokainen bakteeri tuottaisi 16 jälkeläistä joista yksi kuolisi. Lopputuloksen kannalta tuo tarkoittaisi sitä, että neljännen jakautumisen kohdalla ja siitä eteenpäin jokaisessa jakautumisessa bakteerien määrä kasvaisi ei kaksinkertaiseksi vaan tekijällä 15^0.25 eli 1.968 - kertaiseksi.

        Tuosta voi helposti laskea kuinka paljon eroa olisi lopputuloksessa miljoonan bakteerin kohdalla.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Mitä tarkoittaisi bakteerin elinikä kun jokainen bakteeri on kuitenkin tuntia aiemmin ollut toisen bakteerin osana? Kun bakteeri jakautuu niin se jakautuu kahtia kahdeksi samanlaiseksi uudeksi osaksi eikä siinä jää jäljelle mitään emäbakteeria joka sitten myöhemmin kuolisi.

        Jos kuitenkin oletettaisiin että toinen jakautuneen bakteerin osista olisi se "vanha" osa ja kuolisi 4 tunnin kuluttua niin tuossa ajassa jokainen bakteeri tuottaisi 16 jälkeläistä joista yksi kuolisi. Lopputuloksen kannalta tuo tarkoittaisi sitä, että neljännen jakautumisen kohdalla ja siitä eteenpäin jokaisessa jakautumisessa bakteerien määrä kasvaisi ei kaksinkertaiseksi vaan tekijällä 15^0.25 eli 1.968 - kertaiseksi.

        Tuosta voi helposti laskea kuinka paljon eroa olisi lopputuloksessa miljoonan bakteerin kohdalla.

        no paljonko on?


    • Anonyymi

      2^x = 10^6
      x*lg2 = 6
      x = 6/lg2 = 19,93
      Siis noin 20 tunnin jälkeen.

    • Anonyymi

      Terse tosiaan,

      Huomasin tämmöisen keskustelun, jonka joku oli jo luonut!
      Joten pistän minun ongelmani tähän, vaikka sinänsä ei koske bakteereja (mutta tavallaan joo).

      "Radioaktiivisen jodin -isotoopin puoliintumisaika on 8 vuorokautta. Kuinka pitkän ajan kuluttua ainetta on jäljellä enää 5 %? (tässä ei tosiaan mainita määrää)"

      Ja tää toinen on samankaltainen:

      "Fission tuloksena syntyvän Cesium-137:n puoliintumisaika on 30 vuotta.
      a) Kuinka monta prosenttia aineesta hajoaa vuodessa?
      b) Kuinka monta kilogrammaa 7,0 kg:sta Cesium-137:aa on jäljellä 77 vuoden kuluttua?"

      Voisko joku ystävällisesti ilman sen kummempaa vinoilua kertoa, millä tapaa noi lasketaan?

      • Anonyymi

        2^(-x/8) = 0,05
        Toinen lasku vastaavalla tavalla. Siinä vain ei tunneta oikealla puolella olevaa termiä kun taas hajoamisaika tunnetaan.


    • Anonyymi

      Aineen määrä hetkellä t olkoon m(t).

      d m(t) / dt = k m(t). Määrän muuttumisnopeus on joka hetki verrannollinen sen hetkiseen ainemäärään kertoimella k (vakio).

      m'(t)/ m(t) = k. d(ln(m(t)) / dt = k. ln(m(t)) = k t c. m(t) = e^(kt)*e^c. Hetkellä t = 0 on
      m(0) = e^c . Koska nyt on kyse aineen vähenemisestä kirjoitetaan k:n tilalle - k (k > 0).
      Kaikkiaan saadaan
      m(t) = m(0) e^(- k t)
      m(8) = m(0)/2 = m(0) e^( - k 8) joten e^(8 k) = 2 ja siis k = ln(2) / 8

      Tarkastus: m(8) = m(0) * e^(- ln(2)) = 1/2 m(0) kuten pitääkin.

      5% on jäljellä:
      m(t) = m(0) e^( - (ln(2)/8 * t) = 0,05 m(0)
      e^(- ln(2)/8 * t) = 0,05. - ln(2)/8 * t = ln(0,05). t = 8 ln(0,05) / ln(0,5) = 34,5754...
      Tark. m(34,58) = m(0) e^(- ln(2)/8 * 34,58) = 0,05 m(0)
      Aika oli siis vuorokausina.
      Cesium:aika nyt vuosina.
      Nyt k = ln(2) /30
      (m(t 1) - m(t))/m(t) = m(0) (e^(-k(t 1) - e^(-kt))/(m(0) e^(-kt)) = e^(-k) - 1 =
      e^(-ln(2)/30) - 1 = - 0,02284. Vuodessa häviää siis noin 2.3 %

      m(77) = 7,0 e^(- ln(2)/30*77) = 1,181556.. = noin 1,2 (kg).

      • Anonyymi

        Lisään vielä tämän: Olkoon puoliintumisaika t = T. Tällöin

        m(T) = 1/2 m(0) = m(0) * e^(- kT) ja siis 1/2 = e^(-kT) ja ln(2) = kT joten k = ln(2)/T.
        Tämähän näkyy jo noissa edellisissä laskuissani.

        Siis m(t) = m(0) e^(- ln(2)*(t/T)) = m(0) (e^(ln(1/2)))^(t/T) = m(0) (1/2)^(t/T).

        Siis esim. tuo lasku missä T = 8 ja m(t) = 0,05 m(0):

        0,05 = (1/2)^(t/8) joten ln(0,05) = t/8 * ln(0,5) eli t = 8* ln(0,05) / ln(0,5) eli sama tulos minkä sain yllä.Ja tämän laskutavan esitti tuo toinen anonyymi tuolla aiemmin. Tosin vähän lakonisesti


    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Taasko se show alkaa

      Koo osottaa taas mieltään
      Ikävä
      24
      1709
    2. Miksi ihmeessä nainen seurustelit kanssani joskus

      Olin ruma silloin ja nykyisin vielä rumempi En voi kuin miettiä että miksi Olitko vain rikki edellisestä suhteesta ja ha
      Ikävä
      20
      1604
    3. Minun oma kaivattuni

      Ei ole mikään ilkeä kiusaajatyyppi, vaan sivistynyt ja fiksu sekä ystävällinen ihminen, ja arvostan häntä suuresti. Raka
      Ikävä
      70
      1468
    4. Persut nimittivät kummeli-hahmon valtiosihteeriksi!

      Persujen riveistä löytyi taas uusi törkyturpa valtiosihteeriksi! Jutun perusteella järjenjuoksu on kuin sketsihahmolla.
      Perussuomalaiset
      59
      1452
    5. Onko ministeri Juuso epäkelpo ministerin tehtäviensä hoitamiseen?

      Eikö hänellä ole kompetenttia hoitaa sosiaali- ja terveysministetin toimialalle kuuluvia ministerin tehtäviä?
      Perussuomalaiset
      51
      1349
    6. Pelastakaa Lapset: Netti ei ole turvallinen paikka lapsille - Erätauko-tilaisuus to 25.4.2024

      Netti ei ole turvallinen paikka lapsille, mutta mitä asialle voi vanhempana tehdä? Torstaina 25.4.2024 keskustellaan ne
      Suomi24 Blogi ★
      15
      1308
    7. Heikki Silvennoinen petti vaimoaan vuosien ajan

      Viiden lapsen isä Heikki kehuu kirjassaan kuinka paljon on pettänyt vaimoaan vuosien varrella.
      Kotimaiset julkkisjuorut
      84
      1245
    8. Sakarjan kirjan 6. luku

      Jolla korva on, se kuulkoon. Sain profetian 22.4.2023. Sen sisältö oli seuraava: Suomeen tulee nälänhätä niin, että se
      Profetiat
      11
      1168
    9. Tervehdys!

      Sä voit poistaa nää kaikki, mut mä kysyn silti A:lta sen kokemuksia sun käytöksestä eron jälkeen. Btw, miks haluut sabot
      Turku
      65
      1130
    10. Nellietä Emmaa ja Amandaa stressaa

      Ukkii minnuu Emmaa ja Amandaa stressaa ihan sikana joten voidaanko me koko kolmikko hypätä ukin kainaloon ja syleilyyn k
      Isovanhempien jutut
      8
      1121
    Aihe