ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΗΣ

Σχετικά έγγραφα
ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΗ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ

Kεφάλαιο 4. Συστήματα διαφορικών εξισώσεων. F : : F = F r, όπου r xy

ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΕΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ

website:

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ- ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ NAVIER STOKES

2 η Εργασία Ημερομηνία Αποστολής : 21 Ιανουαρίου Άσκηση 1. Να υπολογίσετε τα παρακάτω όρια χρησιμοποιώντας τον Κανόνα του L Hopital:

Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών - Μηχανική των Ρευστών Ι Ακαδ. Έτος Άσκηση 2, Καθηγητής Σ. Τσαγγάρης ΑΣΚΗΣΗ 2

(x(x 2 + y 2 + z 2 ) 1/2,y(x 2 + y 2 + z 2 ) 1/2,z(x 2 + y 2 + z 2 ) 1/2) =0 x y z. div A =0

1. Κινηµατική. x dt (1.1) η ταχύτητα είναι. και η επιτάχυνση ax = lim = =. (1.2) Ο δεύτερος νόµος του Νεύτωνα παίρνει τη µορφή: (1.

ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ. Αγγελίδης Π., Αναπλ. Καθηγητής ΔΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΞΑΝΘΗ

Ακουστικό Ανάλογο Μελανών Οπών

L = T V = 1 2 (ṙ2 + r 2 φ2 + ż 2 ) U (3)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ - Τμήμα Εφαρμοσμένων Μαθηματικών

i) Σε κάθε πλήρη περιστροφή το κινητό Α διαγράφει τόξο ίσου µήκους µε το τόξο που διαγράφει το κινητό Β

Kεφάλαιο 4. Συστήµατα διαφορικών εξισώσεων.

ΤΡΟΧΙΑ ΙΑΝΥΣΜΑ ΘΕΣΗΣ. t 1 (x 1,y 1 ) Η αρχή ενός οποιουδήποτε ορθογωνίου xy συστήματος συντεταγμένων

ΣΥΝΕΧΕΙΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ ΚΑΙ ΣΥΝΕΧΕΙΣ ΣΥΜΜΕΤΡΙΕΣ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ 2ο Σετ Ασκήσεων (Λύσεις) Διανυσματικές Συναρτήσεις Επιμέλεια: Ι. Λυχναρόπουλος

Περιεχόμενα. Εξίσωση Συνέχειας Αστρόβιλη Ροή Εξισώσεις Κίνησης. Σειρά ΙΙ 2

ΦΥΣΙΚΗ Ι. ΤΜΗΜΑ Α Ευστάθιος. Στυλιάρης ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟN ΑΘΗΝΩΝ,,

Κεφάλαιο 5 ΔΙΔΙΑΣΤΑΤΑ ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Ενα αυτόνομο δυναμικό σύστημα δύο διαστάσεων περιγράφεται από τις εξισώσεις

Ρευστομηχανική Εισαγωγικές έννοιες

Σχόλιο. Κατασκευή των τροχιών της δισδιάστατης γραμμικής δυναμικής.

p = p n, (2) website:

Ενότητα 9: Ασκήσεις. Άδειες Χρήσης


ΟΡΙΑΚΟ ΣΤΡΩΜΑ: ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΚΑΙ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ. Σημειώσεις. Επιμέλεια: Άγγελος Θ. Παπαϊωάννου, Ομοτ. Καθηγητής ΕΜΠ

Κίνηση κατά μήκος ευθείας γραμμής

Τάξη Β (ομάδα A) ΘΕ ΑΤΑ

2. Οι νόµοι της κίνησης, οι δυνάµεις και οι εξισώσεις κίνησης

website:

Ορμή. Απλούστερη περίπτωση: σύστημα δυο σωματίων, μάζας m 1 και m 2 σε αποστάσεις x 1 και x 2, αντίστοιχα, από την αρχή ενός συστήματος συντεταγμένων

< h < +. σ (t) = (sin t + t cos t, cos t t sin t, 3), σ (t) = (2 cos t t sin t, 2 sin t t cos t, 0) r (t) = e t j + e t k. σ (t) = 1 2 t 1 2 k

Παράρτημα Ι. 1 Το ισόχρονο της ταλάντωσης επί κυκλοειδούς

Διαφορική ανάλυση ροής


ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ. ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙI Σεπτέμβριος 2004

Υποστηρικτικό υλικό για την εργασία «Πειραματική διάταξη για τη μελέτη της ροής ρευστού σε σωλήνα» του Σπύρου Χόρτη.

Η εξίσωση Dirac (Ι) Σπύρος Ευστ. Τζαμαρίας Στοιχειώδη Σωμάτια 1

Κεφάλαιο 2. Διανύσματα και Συστήματα Συντεταγμένων

Σφαίρα σε ράγες: Η συνάρτηση Lagrange. Ν. Παναγιωτίδης

ΦΥΣΙΚΗ (ΜΗΧΑΝΙΚΗ-ΚΥΜΑΤΙΚΗ)

Κίνηση σε κεντρικό δυναμικό

Ακτίνα καμπυλότητας - Ανάλυση επιτάχυνσης σε εφαπτομενική και κεντρομόλο συνιστώσα

Ηλεκτρομαγνητισμός. Ηλεκτρικό δυναμικό. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι - ΙΟΥΝΙΟΣ Θέματα και Λύσεις. Ox υπό την επίδραση του δυναμικού. x 01

d dx ΠΑΡΑΓΩΓΟΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

Reynolds. du 1 ξ2 sin 2 u. (2n)!! ( ( videos/bulletproof-balloons) n=0

ΛΥΣΕΙΣ : ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Φυσική για Μηχανικούς

Κεφάλαιο M4. Κίνηση σε δύο διαστάσεις

Σφαιρικές συντεταγμένες (r, θ, φ).

Μηχανική ΙI. Λογισµός των µεταβολών. Τµήµα Π. Ιωάννου & Θ. Αποστολάτου 2/2000

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΟΥ ΑΚΑΜΠΤΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ

Φυσική για Μηχανικούς

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Φεβρουάριος 2004

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗΣ-ΠΑΡΑΓΩΓΟΣ. ηµ x συν. f(x) = xe, x < 0 είναι παραγωγίσιµη στο

ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 07. ΣΤΡΟΦΟΡΜΗ ΚΑΙ ΤΟ ΑΤΟΜΟ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ

Κβαντομηχανική σε. τρεις διαστάσεις. Εξίσωση Schrödinger σε 3D. Τελεστές 2 )

κατά το χειµερινό εξάµηνο του ακαδηµαϊκού έτους ΕΜ-351 του Τµήµατος Εφαρµοσµένων Μαθηµατικών της Σχολής Θετικών

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΠΗΓΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ

Θετικό σηµειακό φορτίο q βρισκεται σε απόσταση D από το κέντρο µιας κοίλης µεταλλικής σφαίρας ακτίνας R (R<D), η οποία είναι προσγειωµένη.

Kεφάλαιο 4. Συστήµατα διαφορικών εξισώσεων

Κ. Χριστοδουλίδης: Μαθηµατικό Συµπλήρωµα για τα Εισαγωγικά Μαθήµατα Φυσικής Ολοκληρώµατα διανυσµατικών συναρτήσεων

Συνήθεις Διαφορικές Εξισώσεις Ι Ασκήσεις - 09/11/2017. Άσκηση 1. Να βρεθεί η γενική λύση της διαφορικής εξίσωσης. dy dx = 2y + x 2 y 2 2x

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Μηχανική Ι 22 Ιανουαρίου, 2019

2.2. Ασκήσεις σχολικού βιβλίου σελίδας A Οµάδας. e = 2. e, x ο. e f ( ln 2 ) = όταν : 4

Μαθηματικά Κατεύθυνσης (Προσανατολισμού)

I. ΜΙΓΑΔΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ. math-gr

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 2.1 ΕΙΔΗ ΡΟΩΝ 2.2 ΣΥΣΤΗΜΑ & ΟΓΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΥ 2.3 ΕΙΔΗ ΑΝΑΛΥΣΗΣ

Στο κεφάλαιο που ακολουθεί θα ασχοληθούμε με την (μη ομογενή) κυματική εξίσωση σε D χωρικές και 1 χρονική διάσταση :

Κ. Χριστοδουλίδης: Μαθηµατικό Συµπλήρωµα για τα Εισαγωγικά Μαθήµατα Φυσικής Παράγωγος. x ορίζεται ως

ΣΥΝΗΘΕΙΣ ΔΙΑΦΟΡΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ 6

1.1. Διαφορική Εξίσωση και λύση αυτής

ΕΜΒΟΛΙΜΗ ΠΑΡΑΔΟΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ. Μερικές βασικές έννοιες διανυσματικού λογισμού

ΚΥΜΑΤΙΚΗ-ΟΠΤΙΚΗ 1. Σχήµα 1 Σχήµα 2

Ηλεκτρομαγνητισμός. Ηλεκτρικό πεδίο νόμος Gauss. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

Μηχανική ΙI Ροή στο χώρο των φάσεων, θεώρηµα Liouville

2 Η ΠΡΟΟΔΟΣ. Ενδεικτικές λύσεις κάποιων προβλημάτων. Τα νούμερα στις ασκήσεις είναι ΤΥΧΑΙΑ και ΟΧΙ αυτά της εξέταση

1. Η γραφική παράσταση της συνάρτησης y = 2x + β διέρχεται από το σημείο Α( 1, 2). Να βρείτε τον αριθμό β.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΟΛΛΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ

Κεφάλαιο 2. Διανύσματα και Συστήματα Συντεταγμένων

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΚΑΙ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ

Επαναληπτικά Θέµατα Εξετάσεων

Ρευστoμηχανική Εισαγωγικές έννοιες. Διδάσκων: Άλκης Παϊπέτης Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών

Ενότητα 4: Κεντρικές διατηρητικές δυνάμεις

Κλασσική Μηχανική. Κλασσική Μηχανική: η αρχαιότερη από τις φυσικές επιστήμες. Αντικείμενο: η μελέτη της κινήσεως των αντικειμένων.

Φυσική για Μηχανικούς

1. ** Αν F είναι µια παράγουσα της f στο R, τότε να αποδείξετε ότι και η

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. Συστήµατα Υλικών Σηµείων

1)Βρείτε την εξίσωση για το επίπεδο που περιέχει το σηµείο (1,-1,3) και είναι παράλληλο προς το επίπεδο 3x+y+z=a όπου a ένας αριθµός.

lim Δt Δt 0 da da da dt dt dt dt Αν ο χρόνος αυξηθεί κατά Δt το διάνυσμα θα γίνει Εξετάζουμε την παράσταση

ẋ = f(x), x = x 0 όταν t = t 0,

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΑΝΑΛΥΣΗΣ (Γ Λυκείου) α) νδο η συνάρτηση f '' = c. (Υπόδ: παραγωγίζω την δοσμένη σχέση 2 φορές)

Εισαγωγή στην Ρομποτική

dv 2 dx v2 m z Β Ο Γ

ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α. Α1. Σχολικό βιβλίο σελίδα 217. Α2. Σχολικό βιβλίο σελίδα 273. Α3. Σχολικό βιβλίο σελίδα 92 Α4. Λ - Σ - Σ - Λ - Σ ΘΕΜΑ Β. B1.

1.5 ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΓΙΝΟΜΕΝΟ ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΩΝ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Εξέταση στη Μηχανική Ι 20 Οκτωβρίου 2011

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ - ΤΜΗΜΑ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ

Transcript:

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΗΣ

ΑΣΥΜΠΙΕΣΤΗ ΚΑΙ ΑΣΤΡΟΒΙΛΗ ΡΟΗ Μία ροή αποκαλείται αστρόβιλη, όταν ισχύει η σχέση ro όπου 3 3 3 3 3 e e e ro Η απόδειξη της παραπάνω σχέσης δεν αποτελεί αντικείμενο της εξέτασης Αποδείξαμε ότι μία ροή είναι ασυμπίεστη όταν ισχύει η σχέση div div όπου: 3 3 div ή

Ποιές από τις παρακάτω ροές είναι ασυμπίεστες και ποιες αστρόβιλες; (Οι μαθηματικές εκφράσεις είναι αδιάστατες) Α),, div Για να είναι το διάνυσμα ro ίσο με το μηδέν πρέπει η κάθε συνιστώσα του να είναι ίση με το μηδέν

Β) div Η ροή είναι μη ασυμπίεστη Η ροή είναι μη αστρόβιλη Υπολογισμός του τελεστή div ro Ο υπολογισμός του δίνεται παρακάτω

Γ) ) ( div Ο υπολογισμός του ro δίνεται παρακάτω Η ροή είναι μη ασυμπίεστη Η ροή είναι μη αστρόβιλη Υπολογισμός του τελεστή div

Εξετάζουμε τo πεδίο ταχυτήτων της ροής που εξετάζουμε δίνεται από τις σχέσεις: e e 3 Να βρεθούν: Οι τροχιές των σωματιδίων Οι γραμμές ροής Είναι η παραπάνω ροή μόνιμη ή μη μόνιμη; Λύση Προφανώς η ροή είναι δισδιάστατη ( 3 ) Οι μαθηματικές εξισώσεις για τις τροχιές (θέσεις των σωματιδίων στον χρόνο) είναι οι εξής: d ( ), d e d ed d ( ), d e d e d

d ed d e d Γνωρίζω ότι ένα σωματίδιο ήταν το χρονικό σημείο = στην θέση ξ, ξ θα είναι στο χρονικό σημείο = στην θέση,. Κατά συνέπεια: d e d d e d e e e e Απαλοίφοντας τον χρόνο e e c =σταθερά Η παραπάνω εξίσωση περιγράφει μία υπερβολή

e e 3 Οι μαθηματικές εξισώσεις για τις γραμμές ροής είναι οι εξής: d d d d e e όμως e e d d d ln ln ln c c d ln( ) ln ln ln c όπου c είναι μία σταθερά ολοκλήρωσης Για μία συγκεκριμένη τιμή της σταθεράς έχω την εξίσωση μίας γραμμή ροής Η σταθερά είναι ελεύθερη παράμετρος και η παραπάνω εξίσωση περιγράφει μία οικογένεια από εξισώσεις (στην συγκεκριμένη περίπτωση υπερβολές) c

Οι γραμμές ροής και οι τροχιές των σωματιδίων περιγράφονται με μαθηματικές εξισώσεις του ίδιου τύπου (υπερβολές) Κατά συνέπεια ενδεχομένως η ροή να είναι μόνιμη Ξέρω ότι: e e e 3 e Εκφράζοντας το πεδίο ταχυτήτων σε χωρικές συντεταγμένες (Eler) : 3 Το πεδίο ταχυτήτων είναι ανεξάρτητο από τον χρόνο. Κατά συνέπεια η ροή είναι μόνιμη.

Εξετάζουμε τo πεδίο ταχυτήτων της ροής που δίνεται από τις σχέσεις: 3 Να βρεθούν: Οι τροχιές των σωματιδίων Οι γραμμές ροής Είναι η παραπάνω ροή μόνιμη ή μη μόνιμη; Λύση Προφανώς η ροή είναι δισδιάστατη ( 3 ) Οι μαθηματικές εξισώσεις για τις τροχιές (θέσεις των σωματιδίων στον χρόνο) είναι οι εξής: d d d d d d d d

d d d d Γνωρίζω ότι ένα σωματίδιο ήταν το χρονικό σημείο = στην θέση ξ, ξ θα είναι στο χρονικό σημείο = στην θέση,. Κατά συνέπεια: d d d d Απαλοίφοντας τον χρόνο ) ( Η παραπάνω εξίσωση περιγράφει μία παραβολή ( Είναι της γενικής μορφής: a b c)

3 Οι μαθηματικές εξισώσεις για τις γραμμές ροής είναι οι εξής: d d d d d d c όπου c είναι σταθερά ολοκλήρωσης Η παραπάνω εξίσωση περιγράφει τη ροή για ένα δεδομένο χρονικό σημείο Για μία τιμή της σταθεράς έχω την εξίσωση μίας γραμμή ροής Η σταθερά είναι ελεύθερη παράμετρος και η παραπάνω εξίσωση περιγράφει μία οικογένεια από εξισώσεις (στην συγκεκριμένη περίπτωση ευθείες παράλληλες μεταξύ τους)

Επειδή η μαθηματική εξίσωση των τροχιών είναι παραβολή και η εξίσωση των γραμμών ροής είναι ευθεία, η ροή είναι μη μόνιμη.

Δίνεται το πεδίο ταχυτήτων: v Όπου σταθερά. Να βρεθούν οι γραμμές ροής.

Δίνεται το πεδίο ταχυτήτων: v Όπου σταθερά. Να βρεθούν οι γραμμές ροής. Λύση Το πεδίο ταχυτήτων ικανοποιεί την εξίσωση της συνέχειας: v Επίσης: ( )

Ολοκληρώνω ως προς : v (,, ) f, Ξέρω ότι: v Οπότε παραγωγίζοντας έχω: f v f, G( ) (,, ) G( )

Επιλέγοντας αυθαίρετα ψ= για = = συνεπάγεται: G()= (,, ) Οι εξισώσεις των γραμμών ροής είναι παραβολές