Γενική Φυσική. Ενότητα 1: Κινητική. Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Μαθηματικών

Σχετικά έγγραφα
Γενική Φυσική Ενότητα: Δυναμική Άκαμπτου Σώματος

Γενική Φυσική Ενότητα: Κινητική

Γενική Φυσική Ενότητα: Ορμή, Κέντρο Μάζας

Γενική Φυσική Ενότητα: Εισαγωγή στην Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας

Γενική Φυσική Ενότητα: Ταλαντώσεις

Διοικητική Λογιστική

Γενική Φυσική. Ενότητα 8: Ταλαντώσεις. Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Μαθηματικών

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Πίνακες Νερού σε κατάσταση Κορεσμού. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 3: Έλεγχοι στατιστικών υποθέσεων

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 1: Καταχώρηση δεδομένων

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 2: Περιγραφική στατιστική

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Φυσική ΙΙΙ. Ενότητα 3: Επαγωγή. Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 9: Κίνηση Σε Πολικές Συντεταγμένες. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Λογιστική Κόστους Ενότητα 12: Λογισμός Κόστους (2)

Έλεγχος και Διασφάλιση Ποιότητας Ενότητα 4: Μελέτη ISO Κουππάρης Μιχαήλ Τμήμα Χημείας Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

Βέλτιστος Έλεγχος Συστημάτων

1 η Διάλεξη. Ενδεικτικές λύσεις ασκήσεων

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 19: Υπολογισμός Εμβαδού και Όγκου Από Περιστροφή (2 ο Μέρος) Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Βέλτιστος Έλεγχος Συστημάτων

Γενική Φυσική. Ενότητα 7: Δυναμική Άκαμπτου Σώματος. Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Μαθηματικών

Γενική Φυσική. Ενότητα 4: Εισαγωγή στην ειδική θεωρία της σχετικότητας. Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Μαθηματικών

Χωρικές σχέσεις και Γεωμετρικές Έννοιες στην Προσχολική Εκπαίδευση

Κβαντική Επεξεργασία Πληροφορίας

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Πίνακες Νερού Υπέρθερμου Ατμού. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Β. Διαφορικός Λογισμός

Διδακτική των εικαστικών τεχνών Ενότητα 1

Διδακτική των εικαστικών τεχνών Ενότητα 3

Κβαντική Επεξεργασία Πληροφορίας

Φιλοσοφία της Ιστορίας και του Πολιτισμού

Γενική Φυσική. Ενότητα 5: Έργο, ενέργεια. Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Μαθηματικών

Διδακτική των εικαστικών τεχνών Ενότητα 2

Διδακτική των εικαστικών τεχνών Ενότητα 2

Διδακτική των εικαστικών τεχνών Ενότητα 2

Διδακτική των εικαστικών τεχνών Ενότητα 2

Κβαντική Επεξεργασία Πληροφορίας

Διοικητική Λογιστική

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Μυελού των Οστών Ενότητα #1: Ερωτήσεις κατανόησης και αυτόαξιολόγησης

Διδακτική των εικαστικών τεχνών Ενότητα 2

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Λογιστική Κόστους Ενότητα 8: Κοστολογική διάρθρωση Κύρια / Βοηθητικά Κέντρα Κόστους.

Τεχνικό Σχέδιο - CAD. Τόξο Κύκλου. Τόξο Κύκλου - Έλλειψη. ΤΕΙ Ιονίων Νήσων Τμήμα Τεχνολόγων Περιβάλλοντος Κατεύθυνση Τεχνολογιών Φυσικού Περιβάλλοντος

Γραμμική Άλγεβρα και Μαθηματικός Λογισμός για Οικονομικά και Επιχειρησιακά Προβλήματα

Βάσεις Περιβαλλοντικών Δεδομένων

Δυναμική και Έλεγχος E-L Ηλεκτρομηχανικών Συστημάτων

Εφαρμοσμένη Βελτιστοποίηση

Εισαγωγή στους Η/Υ. Ενότητα 2β: Αντίστροφο Πρόβλημα. Δημήτρης Σαραβάνος, Καθηγητής Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Μηχανολόγων & Αεροναυπηγών Μηχανικών

Πρακτική Άσκηση σε σχολεία της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης

Έλεγχος Ποιότητας Φαρμάκων

Μηχανολογικό Σχέδιο Ι

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 17: Αριθμητική Ολοκλήρωση, Υπολογισμός Μήκους Καμπύλης Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Ενδεικτικές λύσεις ασκήσεων διαχείρισης έργου υπό συνθήκες αβεβαιότητας

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Φυσική (Ε) Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Ενότητα 2: Θεωρία ταλαντώσεων (Συνοπτική περιγραφή) Αικατερίνη Σκουρολιάκου. Τμήμα Ενεργειακής Τεχνολογίας

Ενότητα. Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων

Μικροοικονομική Ανάλυση της Κατανάλωσης και της Παραγωγής

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Μικροοικονομική Ανάλυση της Κατανάλωσης και της Παραγωγής

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ

Τεχνικό Σχέδιο - CAD

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Δυναμική και Έλεγχος E-L Ηλεκτρομηχανικών Συστημάτων

Διδακτική των εικαστικών τεχνών Ενότητα 2

Εφαρμογές πληροφορικής σε θέματα πολιτικού μηχανικού

Το Εικονογραφημένο Βιβλίο στην Προσχολική Εκπαίδευση

Γραμμική Άλγεβρα και Μαθηματικός Λογισμός για Οικονομικά και Επιχειρησιακά Προβλήματα

ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΚΑΤΑΝΑΛΩΤΗ

Τεχνικό Σχέδιο - CAD

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΙIΙ Ενότητα 6

Ηλεκτροτεχνία Ηλ. Μηχανές & Εγκαταστάσεις πλοίου (Θ)

Διδακτική Πληροφορικής

ΦΥΣΙΚΗ ΙΙΙ. Ενότητα: Μαγνητοστατική ΜΑΪΝΤΑΣ ΞΑΝΘΟΣ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ

Θεατρικές Εφαρμογές και Διδακτική της Φυσικής Ι

Φυσική ΙΙΙ. Ενότητα 4: Ηλεκτρικά Κυκλώματα. Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Υπολογιστική άλγεβρα Ενότητα 10: Βάσεις Groebner ενός ιδεώδους ΙΙΙ

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Ενότητα 10η Άσκηση Αλγόριθμος Dijkstra

Λειτουργία και εφαρμογές της πολιτιστικής διαχείρισης

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 12: Κριτήρια Σύγκλισης Σειρών. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Μικροοικονομική Ανάλυση της Κατανάλωσης και της Παραγωγής

Μικροοικονομική Ανάλυση της Κατανάλωσης και της Παραγωγής

Πρακτική Άσκηση σε σχολεία της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης

Διδακτική Απειροστικού Λογισμού

Αερισμός. Ενότητα 1: Αερισμός και αιμάτωση. Κωνσταντίνος Σπυρόπουλος, Καθηγητής Σχολή Επιστημών Υγείας Τμήμα Ιατρικής

Κβαντική Επεξεργασία Πληροφορίας

Ζωική Ποικιλότητα. Ενότητα 7. Bauplan. Ρόζα Μαρία Τζαννετάτου Πολυμένη, Επίκουρη Καθηγήτρια Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Βιολογίας

Γραμμική Άλγεβρα και Μαθηματικός Λογισμός για Οικονομικά και Επιχειρησιακά Προβλήματα

Εισαγωγή στη Μουσική Τεχνολογία Ενότητα: Ελεγκτές MIDI μηνυμάτων (Midi Controllers)

Προσχολική Παιδαγωγική Ενότητα 2: Οργάνωση χρόνου και χώρου στα νηπιαγωγεία

Εισαγωγή στις Επιστήμες της Αγωγής

Εφαρμογές των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και των Επικοινωνιών στη διδασκαλία και τη μάθηση

Transcript:

Γενική Φυσική Γεώργιος Βούλγαρης Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Μαθηματικών

Τι είναι το διαφορικό (1 από 2) Η μεταβολή μίας συνάρτησης f(x), όταν το x αυξάνεται κατά Δx γράφεται : Δy AΔx B( Δx ) 2 Αν οι όροι ανώτερης τάξης είναι μικροί, τότε η Δy προσεγγίζεται με: Δy A Δx Αν η συνάρτηση είναι συνεχής στο σημείο x, υπάρχει η παράγωγος και είναι 0 τότε: Δy f ( x ) Δx 2

Τι είναι το διαφορικό (2 από 2) y=f(x) Δy=f (x)dx df(x)=f(x)dx Αν Δx dx, Τότε df dx το : : f ( x ) X Αν η F( x ) αντιπαράγωγος της df( x ) και F( x ) f ( x )dx f ( x )dx c f ( x ) : 3

Χρησιμότητα Όταν ισχύουν οι συνθήκες f ( x ) & f ( x ) 0 χρησιμοποιούμε το διαφορικό: Για προσέγγιση της συνάρτησης στη θέση x+δx Για προσδιορισμό της στοιχειώδους ποσότητας που θα ολοκληρώσουμε. 4

Γωνιακή Ταχύτητα, Επιτάχυνση dθ ρ ds ds ρdθ dθ ω dω α ds γωνιακή 2 d θ 2 dθ ρ ταχύτητα γωνιακή επιτάχυνση α υ T a N ρω εφαπτομενική ταχύτητα ρα εφαπτομενική επιτάχυνση υ ρ 2 ρω 2 υω κεντρομόλος επ. 5

Ανάλυση επιτάχυνσης (1 από 2) Ο είναι το στιγμιαίο κέντρο περιστροφής ρ είναι η στιγμιαία ακτίνα καμπυλότητας 6

Ανάλυση επιτάχυνσης (2 από 2) d Nd ˆ N Tˆ dt d d d T a Nˆ N Tˆ Το Τ είναι η διεύθυνση της ταχύτητας, μοναδιαίο εφαπτομενικό. Το Ν είναι μοναδιαίο κάθετο προς το Τ με φορά προς το κοίλο της τροχιάς. d a T N d dun d ds / 2 d d T d Τελικά : 2 d a Nˆ Tˆ / 7

Ανάλυση σε Εφαπτομενική και Επιτρόχια Επιτάχυνση ΤοΤ είναι μοναδιαίο d dtˆ d d Tˆ ds ( Tˆ ) Nd ˆ εφαπτομενικό. dtˆ Nd ˆ Tˆ d dtˆ ΤοNˆ Nˆ 1 ds είναι μοναδαίο Nˆ κάθετο στην τροχιά. Τελικά : 2 a Nˆ Tˆ d a a N a T 8

Διευκρινίσεις Το ρ είναι η Ακτίνα Καμπυλότητας της τροχιάς, στο σημείο που υπολογίζουμε την επιτάχυνση. Γεωμετρικά αντιστοιχεί στην καμπύλη του κύκλου που εφάπτεται εσωτερικά στην τροχιά. Η εφαπτομενική συνιστώσα της επιτάχυνσης α Τ ονομάζεται Επιτρόχια. Η κάθετη συνιστώσα της επιτάχυνσης α Ν ονομάζεται Κεντρομόλος. Η Επιτρόχια επιτάχυνση μεταβάλλει το μέτρο της ταχύτητας. Η Κεντρομόλος μεταβάλλει τη διεύθυνση της ταχύτητας. 9

Κυκλική Τροχιά Οι τύποι απλοποιούνται πολύ για την κυκλική τροχιά. ρ = R σταθερή υ = ds/=rdθ/=ωr a N = υ 2 /R a T = dυ/=rdω/=αr 10

Διευκρίνισεις Στα προηγούμενα, η ανάλυση σε ακτινική και εφαπτομενική συνιστώσα, γίνεται σε κάθε σημείο της τροχιάς. Δηλαδή φτιάχνω σύστημα σύστημα αξόνων που κινείται μαζί με το σώμα. 11

Ταχύτητα σε Πολικές Συντεταγμένες, 2-Δ θˆ ĵ rˆ Προβάλουμε τα διανύσματα r, θ στους άξονες X, Y. Όλα τα διανύσματα έχουν μήκος μονάδα. θ î rˆ cosθî sinθ ĵ θˆ sinθî cosθ ĵ 12

Ταχύτητα σε Πολικές Συντεταγμένες ds dr rdθ υ υ θ r dθ r dr υ υ υ r θ 13

Παραγώγιση προς ρ, θ r υ ρrˆ dr dρ rˆ drˆ ρ Ακτινική υ r drˆ sinθî drˆ d cosθî cosθ ĵ θˆ dθ sinθ ĵ dθ υ dρ rˆ dθ ρ θˆ Εφαπτομενική υ t 14

Εφαπτομενική επιτάχυνση Η ανάλυση της Εφαπτομενικής Επιτάχυνσης είναι πιο πολύπλοκη. dθ Στιγμιαία Ταχύτητα: υ ρ Εφαπτομενική Επιτάχυνση: Γωνιακή Επιτ. α T dυ d 2 d θ dρ ρ 2 dρ ρα ω dθ ρ dθ Γωνιακή Ταχ. Ακτινική Ταχύτητα 15

Διευκρίνισεις Στα προηγούμενα, το σύστημα αξόνων δεν σχετίζεται με την θέση του σώματος. Το διάνυσμα r είναι το διάνυσμα θέσης του σώματος, και θ η γωνία που σχηματίζει με τον άξονα Χ. Στην επόμενη διαφάνεια, το σύστημα αξόνων βρίσκεται στο κέντρο του κύκλου. 16

Εφαπτομενική και Κεντρομόλος Επιτάχυνση σε Κυκλική Κίνηση 17

Υπολογισμός Παραγώγου y = 3x 2 Dt=0,0 1s 1,400 1,200 1,000 0,800 0,600 0,400 0,200 0,000 Κλίση, παράγωγος Dy/Dt m/s 0 0,1 0,2 0,3 18

Ολοκλήρωση Μέθοδος Τραπεζίων 18 y = 1 2 x2 W=0,7 %diff=0,005 Άθροισμα=57,452 5 Αναλυτικά=57, 1667 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 0,7 1,4 2,1 2,8 3,5 4,2 4,9 5,6 6,3 7 19

F(x) Αριθμητική Λύση Διαφορικής 3 Αριθμητική λύση διαφορικής y = xy 1 3 2,5 Μέθοδοι: Euler Runge-Kutta 2 1,5 Type equation here. 1 0,5 0,8 1,3 1,8 x R.K. W=.1 Euler w=-.1 20

Ταχύτητα όταν a=-kυ υ --> m/s 20,00 18,00 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 Series1 Ταχύτητα όταν η τριβή εξαρτάται από την ταχύτητα 2,00 t->s 0,00 0,00 2,00 4,00 6,00 Οριακή Ταχύτητα 21

Απόσταση y --> m 50 Απόσταση όταν η τριβή εξαρτάται από την ταχύτητα 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 t --> s 0 1 2 3 4 y=y+v*+,5*a^2 22

Τέλος Ενότητας

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στo πλαίσιo του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Αθηνών» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 24

Σημειώματα

Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση 1.0 26

Σημείωμα Αναφοράς Copyright Εθνικόν και Καποδιστριακόν Πανεπιστήμιον Αθηνών, Γεώργιος Βούλγαρης 2015. Γεώργιος Βούλγαρης. «Γενική Φυσική. Ενότητα 1: Κινητική». Έκδοση: 1.0. Αθήνα 2015. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: http://opencourses.uoa.gr/courses/math115/ 27

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. 28

Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους. 29

Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων Το Έργο αυτό κάνει χρήση σχημάτων από το ακόλουθο έργο: SERWAY, PHYSICS For Scientists & Engineers, τόμος Ι ΜΗΧΑΝΙΚΗ, Saunders College Publushing 30