DIFERENCIÁLNÍ ROVNICE. Studijní text pro řešitele FO a ostatní zájemce o fyziku. Miroslava Jarešová Bohumil Vybíral

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Rozměr: px
Začít zobrazení ze stránky:

Download "DIFERENCIÁLNÍ ROVNICE. Studijní text pro řešitele FO a ostatní zájemce o fyziku. Miroslava Jarešová Bohumil Vybíral"

Transkript

1 DIFERENCIÁLNÍ ROVNICE Studijní text pro řešitele FO a ostatní zájemce o fyziku Miroslava Jarešová Bohumil Vybíral Obsah Úvod pojem diferenciální rovnice 3 Příklad1 radioaktivnírozpad Obyčejné diferenciální rovnice 1. řádu Jakřešitjednoduššídiferenciálnírovnice1.řádu Řešení diferenciálních rovnic 1. řádu metodou separace proměnných Příklad2 separaceproměnných Příklad3 separaceproměnných Příklad4 integrálníkřivka Řešení lineárních diferenciálních rovnic 1. řádu metodou variacekonstant Příklad5 variacekonstant Příklad6 variacekonstant Cvičení Úlohyvedoucíkřešenídiferenciálníchrovnic1.řádu Příklad7 barometrickárovnice Příklad8 nabíjeníkondenzátoru Příklad9 vlivcívkynaprůchodprouduvel.obvodupřipřechodovémději Příklad10 výtokkapalinyznádoby Příklad11 vedenítepla Příklad12 diskotáčejícísevkapalině Příklad13 závěsnýmost Cvičení Obyčejné diferenciální rovnice 2. řádu Jakřešitobyčejnédiferenciálnírovnice2.řádu Příklad14 řešenídiferenciálnírovnicesníženímřádu Homogenní lineární diferenciální rovnice 2. řádu s konstantnímikoeficienty Cvičení

2 Příklad 15 diferenciální rovnice 2. řádu s konstantními koeficienty Příklad 16 diferenciální rovnice 2. řádu s konstantními koeficienty Příklad 17 diferenciální rovnice 2. řádu s konstantními koeficienty Cvičení Úlohyvedoucíkřešenídiferenciálníchrovnic2.řádu Příklad18 mechanickýoscilátor Příklad 19 kmity kapalinového sloupce ve spojených nádobách 36 Příklad20 myšlenkovýprůletkamenezemí Příklad 21 dvoutělesový oscilátor- model kmitů v dvouatomovémolekule Příklad22 Padajícířetěz Příklad23 Otáčejícísetrubka Cvičení Ukázky náročnějších úloh vedoucích k řešení diferenciálních rovnic 45 Příklad24 závěsnýmost řetězovka Příklad25 úlohaokřivcenejkratšídoby Fermatůvprincip. 49 Příklad 26 úloha o křivce nejkratší doby brachystochrona Shrnutí návod, jak sestavovat diferenciální rovnice podle podmínek úloh 54 Řešení cvičení 56 Cvičení Cvičení Cvičení Cvičení Cvičení Literatura 60 2

3 Úvod pojem diferenciální rovnice Při výpočtech, v nichž se vyskytují derivace funkcí, zjišťujeme, že mezi funkcemi ajejichderivacemiplatířadavztahů.např.profunkci y(t) = Asintplatí y (t)=acost, y (t)= Asint.Potom y (t)+y(t)=0. (1) Vezmeme-lijinoufunkci y(t),např. y(t)=be t,je y (t)=be t,pakmůžeme psát y (t) y(t)=0. (2) Rovnice, v nichž se jako neznámá vyskytuje funkce a její derivace, nazýváme diferenciální rovnice. My se však budeme zabývat problémem opačným: k danému vztahu mezi funkcí a jejími derivacemi a nezávisle proměnnou, budeme hledat funkce, které tentovztahsplňují.vztahy(1)a(2)budemetedychápatjakorovnice,vnichž budeme hledat neznámou funkci y(t). Pak můžeme říci, že např. funkce y(t)=asintjeřešenímrovnice(1).řešenímrovnice(1)jevšaktakéfunkce y(t)=bcost,nebotakéfunkce y(t)=asint+bcost-přesvědčteseotom derivováním a dosazením do(1). Řešením diferenciální rovnice budeme rozumět takové funkce, jejichž dosazením do diferenciální rovnice dostaneme identitu. Je vidět, že řešení dané diferenciální rovnice není jediné, ale může jich být i nekonečně mnoho. V praktických(v našem případě fyzikálních) úlohách však většinou ještě budeme znát podmínky(počáteční, okrajové, doplňující), které nám umožní z nekonečně mnoha řešení vybrat takové, které odpovídá dané situaci. Ukažme si toto na následujícím jednoduchém příkladu. Uvažujme rovnoměrný přímočarý pohyb tělesa. Z fyziky víme, že velikost rychlostijederivacídráhypodlečasu,tj. s (t)=v(t).přirovnoměrnémpřímočarémpohybuje v(t)=v=konst.dostanemepak s (t)=v, (3) což je vlastně diferenciální rovnice pro dráhu s(t). Integrací dostaneme s(t)=vt+c, (4) kde C je libovolná integrační konstanta. Integračníkonstantu Curčímezpočátečníchpodmínek:nechťvčase t=t 0 urazilotělesojiždráhu s 0,tj. s(t 0 )=s 0.Dosadíme-lidorovnice(4)za t=t 0, dostaneme C= s 0 vt 0.Pakmůžemepsát s(t)=s 0 + v(t t 0 ). 3

4 Zkusme nyní obdobným způsobem popsat rovnoměrně zrychlený pohyb, tj. a(t) = a = konst..víme,žeplatí s (t) = v(t), v (t) = a(t) = a,zčehož dostaneme rovnici s (t)=a. (5) Po první integraci dostaneme další integrací s (t)=at+c 1, (6) s(t)= 1 2 at2 + C 1 t+c 2, (7) kde C 1, C 2 jsoulibovolnéintegračníkonstanty.určímejezdanýchpočátečních podmínek:včase t=0je s(0)=s 0, s (0)=v 0.Podosazenídovztahu(6) dostaneme v 0 = a 0+C 1,tj. C 1 = v 0,podosazenídovztahu(7)dostaneme s 0 = 1 2 a 02 +C 1 0+C 2,tj. C 2 = s 0.Jetedy s(t)=s 0 +v 0 t+ 1 2 at2.přesvědčte se dosazením, že tato funkce je skutečně řešením rovnice(5). Uvědomme si ještě jednu věc: viděli jsme, že v případě rovnoměrného pohybu diferenciální rovnice 1. řádu, stačilo zadat jednu počáteční podmínku, zatímco v případě rovnoměrně zrychleného pohybu diferenciální rovnice 2. řádu bylonutnézadatdvěpočátečnípodmínky.nenítonáhoda.zhlediska fyziky obvykle zadáváme tolik počátečních podmínek, kolik je řád nejvyšší derivace obsažené v rovnici pak dostaneme právě jedno řešení odpovídající dané situaci. Při řešení diferenciálních rovnic bývá zvykem značit derivace různými způsoby: y, d2 y dx 2, ÿ, d2 y dt 2.Tečkaprooznačeníderivacesepoužívávpřípadě,žederivujemepodlečasu,tj. ẏ = dy dt, ÿ = d2 y dt 2.Ovšemproměnnápřiřešenírovnicenemusíbýtvždyčas;pakpoužívámenapř.značení y = dy dx, y = d2 y dx 2, derivujeme-li podle proměnné x. pojem derivace, pouze vystačíme s limitou lim x Nyní si ukážeme dva různé postupy, jak řešit úlohu, jejíž výsledkem bude exponenciální funkce. Při řešení úlohy 1 prvním způsobem ( nepotřebujeme znát 1+ x) 1 x =e.nevýhodatohoto postupu ovšem spočívá v tom, že je příliš zdlouhavý a použitelný pouze pro typy úloh, kde je výsledkem exponenciální funkce(což ne vždy na začátku řešení úlohy poznáme). Druhý způsob využívá derivace, řeší se zde jednoduchá diferenciální rovnice. Postup je rychlejší, lze jej použít i u typů úloh, kde výsledkem není jen exponenciální funkce. 4

5 Příklad 1 radioaktivní rozpad Rychlost rozpadu prvku rádium je přímo úměrná jeho hmotnosti. Určete, kolik procenthmotnosti m 0 rádiaserozpadneza200let,jestliževíte,žepoločas rozpadu rádia, tj. doba, za níž se rozpadne právě polovina jeho původního množství(resp. hmotnosti), je roven 1590 let. Rychlost rozpadu uvažujeme jako m t. Řešení Úlohu vyřešíme dvěma způsoby, a to a) bez užití derivací, b) s užitím derivací. a) Rozdělme si uvažovanou dobu t rozpadu rádia na n stejných časových intervalů t.označmedále múbytekhmotnostičásticzadobu t.zamalý časový interval t je hmotnost rádia, které se rozpadne, rovna λm t, kde m je hmotnost rádia v daném časovém okamžiku, λ > 0 koeficient úměrnosti. Tatáž hmotnost vzatá s opačným znaménkem(hmotnost nerozpadlých částic ubývá), je rovna přírůstku hmotnosti rozpadlých částic za dobu t: m= λm t. (8) Nechťmárádiumnapočátku1.časovéhointervaluhmotnost m 0,2.časového intervaluhmotnost m 1 = m 0 + m,3.časovéhointervaluhmotnost m 2 = = m 1 + m,...,nakonciuvažovanédoby m n = m. Platí m 1 = m 0 λm 1 t, odkud m 1 = m 0 1+λ t, m 2 = m 1 λm 2 t, odkud m 2 = m 1 1+λ t = m 0 (1+λ t) 2,..., m nakonciuvažovanédoby t=n tje m n = 0 (1+λ t) n. Přitěchtoúvaháchpředpokládáme,žehmotnosti m 0, m 1,..., m n majívčasových intervalech t stálou velikost. Podosazeníza t = t n dostaneme m=m m 0 n= ( 1+λ n) t n. Označme λ t n =1,odkud n=λtx. x Podosazenídovztahupro mdostaneme m= m 0 [( 1+ 1 ) x ] λt. x 5

6 Řešení úlohy bude tím přesnější, čím větší počet úseků n zvolíme. ( Bude-li v limitě n (tímtaké x ),dostanemeužitímvztahu lim 1+ 1 x =e x x) vztah pro hmotnost m=m 0 e λt. (9) Konstantu λurčímezpodmínky:je-livčase t=t hmotnost m= m 0 2,je m 0 2 = m 0e λt,odkud λ= ln2 T,atudíž m(t)=m(0)e ln2 T t = m 0 2 t ( ) t T 1 T = m(0). 2 Prodanéhodnoty: m(200)=0,915m 0.Za200letserozpadne8,5%rádia. b) Vztah(8) přepíšeme pomocí diferenciálů dm = λmdt. Tutorovniciupravímenatvar dm m = λdt,(tzv.separace-odděleníproměnných).pointegracilnm= λt+lncaodlogaritmováníje m=c e λt. Počátečnípodmínka:včase t = 0je m = m 0,zčehož C = m 0,atudíž m = m 0 e λt.koeficient λurčímezdoplňujícípodmínky:včase t = T je m= m 0 2,tj. m 0 2 = m 0e λt,odkud λ= ln2 T,atudíž m(t)=m 0 e ln2 T t = m 0 2 t T = m 0 ( 1 2) t T, cožjestejnývýsledekjakovúlozea). Prodanéhodnoty: m(200)=0,915m 0.Za200letserozpadne8,5%rádia. Příklad 1 nám ukazuje, jak je výhodné naučit se řešit úlohy pomocí diferenciálních rovnic. Podívejme se tedy v další části na řešení diferenciálních rovnic podrobněji. Vzhledem k omezenému rozsahu textu se omezíme pouze na jednodušší typy obyčejných diferenciálních rovnic majících značné uplatnění při studiu fyzikálních jevů. 6

7 1 Obyčejné diferenciální rovnice 1. řádu 1.1 Jak řešit jednodušší diferenciální rovnice 1. řádu Z předchozího textu vyplývá, že obyčejnou diferenciální rovnicí n-tého řádu rozumíme vztah mezi nezávisle proměnnou, neznámou funkcí této proměnné a derivacemi této funkce až do n-tého řádu. Označíme-li nezávisle proměnnou x a neznámou funkci y, pak můžeme obyčejnou diferenciální rovnici n-tého řádu psát ve tvaru ϕ(x,y,y,y,...,y (n) )=0, (10) kde ϕjefunkce(n+2)proměnných. Konkrétněnapř. y + xy=0, y +4y sin(x)=0jsouobyčejnédiferenciální rovnice1.a2.řádu. Řešit(integrovat) diferenciální rovnici(10), znamená nalézt všechny funkce y = ϕ(x), které vyhovují dané diferenciální rovnici. Každá funkce, která vyhovuje dané diferenciální rovnici, se nazývá integrál diferenciální rovnice,např.rovnici y + y = 0vyhovujefunkce y = sinx. Mohlibychomseotompřesvědčitdosazenímdodanérovnice.Nenítoale jediný integrál této rovnice, protože dané rovnici vyhovuje také každá funkce y= Csinxnebo y= Ccosxnebo y= ±Ce x,kde Cjelibovolnákonstanta. Nyní se už začneme zabývat jednoduchými rovnicemi 1. řádu. Takovou rovnicilzepsátobecněvetvaru ϕ(x,y,y )=0. (11) Dokážeme-liztétorovnicevypočítat y jakofunkciproměnných x, y,dostaneme rovnici(11) ve tvaru y = f(x,y). Nejjednodušší typ této rovnice můžeme zapsat ve tvaru y = f(x), (12) což vede k hledání primitivní funkce. Zintegrálníhopočtuvíme,žeje-li F(x)primitivnífunkcekfunkci f(x), paktakékaždáfunkce F(x)+C,kde Cjelibovolnákonstanta,jeprimitivní funkcíkfunkci f(x). Dáletakévíme,žeplatí:jsou-li F 1 (x)af 2 (x)dvěrůznéprimitivnífunkce kfunkci f(x),pakjejejichrozdílrovenkonstantě,tj. F 1 (x) F 2 (x)=c. 7

8 Dokážeme-li nalézt k funkci f(x) funkci primitivní, zvládneme již také vyřešit diferenciální rovnici(12). Potom y= f(x)dx+c, (13) kde C je libovolná konstanta. Z(13) je vidět, že hledaná funkce není rovnicí(13) určena jednoznačně, ale že rovnice(12) má řešení nekonečně mnoho. Každé takové řešení dostaneme, zvolíme-li za C v rovnici(13) nějaké číslo. Řešení ve tvaru(13), které obsahuje libovolnou konstantu C, nazýváme obecný integrál diferenciální rovnice(12). Každé řešení, které dostaneme z obecného integrálu, zvolíme-li za C nějaké libovolné číslo, se nazývá partikulární integrál diferenciální rovnice(12). Obecný integrál je tedy souhrnem všech integrálů partikulárních. Graf funkce, která je integrálem dané diferenciální rovnice, se nazývá integrální křivka danédiferenciálnírovnice.např.rovnice y =2xmáobecnýintegrál y=x 2 +C, kdežto y= x 2, y= x 2 1apod.jsoujejípartikulárníintegrály.Integrálníkřivky této diferenciální rovnice jsou paraboly ekvidistantně posunuté ve směru osy y. Vzhledem k tomu, že za konstantu C můžeme zvolit libovolné číslo, můžeme klást na hledanou funkci ještě nějaký další požadavek a snažit se, aby hledaná funkce zvolený požadavek splňovala pro hledanou funkci jsme zvolili počáteční podmínku.budemenapř.požadovat,abyhledanáintegrálníkřivka y=x 2 +C procházelanějakýmpředemzvolenýmbodem x 0 =[2,3].Pak3=2 2 + C, zčehož C= 1.Rovnicehledanékřivkytedybude y= x Řešení diferenciálních rovnic 1. řádu metodou separace proměnných Jednáseorovnicitypu Podosazení y = dy dx dostaneme y = f(x)g(y) (14) dy = f(x)g(y). (15) dx Zúvahyvyloučímeprozatímtybody,prokteréje g(y)=0.pakmůžemepsát dy = f(x)dx. (16) g(y) 8

9 Vrovnici(16)jsouoběproměnnéodsebeoddělenytak,ženalevéstraněrovnice se vyskytuje pouze funkce proměnné y a její diferenciál, na pravé straně pak jen součin funkce proměnné x a diferenciálu dx. V takovém případě jsou proměnné separovány(odděleny). Pokud existují kfunkcím 1 g(y) a f(x)primitivnífunkce,můžemepsát dy g(y) = f(x)dx+c. (17) Je-li g(y)=0,pak dy =0,tj. y= konst.adostávámetzv.singulárnířešení. dx Rovnici(17) nazýváme obecný integrál rovnice(15). Dokážeme-li rovnici (17)řešitvzhledemky,dostanemeobecnýintegrálrovnicevetvaru y= h(x)+ C. Příklad2 separaceproměnných 1 Řešte diferenciální rovnici xdy+ ydx=0. Řešení a)vyloučímeznašíúvahynejprvetybody,prokteréjebuď x=0(bodyosy y)nebo y=0(bodyosy x).pakmůžemedanourovnicidělitsoučinem xya upravit na tvar: dy y = dx x. Pointegraciln y = ln x +K,kde Kjelibovolnákonstanta.Zvolmedále K=ln C 1,kde C 1 >0.Pakdostaneme Po odlogaritmování dostaneme ln y = ln x +lnc 1. y = C 1 x, neboli xy =C 1,kde C 1 >0.Chceme-liodstranitabsolutníhodnotuztéto rovnice, musíme rozlišit dva případy: 1. xy >0,pak xy= C 1,nebo 9

10 2. xy <0,pak xy= C 1. Oba tyto případy lze vyjádřit jedinou rovnicí kde C R {0}. xy= C, b) Nyní vyřešíme původně vyloučené případy. Nejprve se podíváme na body, proněž y=0.tatorovniceznačíkonstantnífunkci,stálerovnounule.diferenciáltétofunkcejeovšemtakéstálerovennule,tj.dy=0.dosadíme-lido rovnice y=0atakédy=0,vidíme,žejetakétatorovnicesplněna.jetedy funkce y = 0 také integrálem dané rovnice. Integrální křivka je v tomto případě osa x. Podobnějetomuivedruhémpřípadě,tj.pro x=0.pakjeopěttakédx=0 a daná rovnice je zase splněna. Jedobrésiuvědomit,žerovnice xdy+ydx=0nevyjadřujetotéž,corovnice y = y x.všespočívávtom,ževtextuúlohynebylořečeno,zda-lidanárovnice vyjadřuje vztah mezi nezávisle proměnnou x a její funkcí y, nebo zda vyjadřuje vztahmezinezávisleproměnnou yajejífunkcí x.danárovniceotomtaké nicneříká.avšakrovnice y = y mluvívýslovněoderivacifunkce y(podle x nezávisle proměnné x). Skutečně také funkce x = 0, která je integrálem dané rovnicenenífunkcítvaru y= ϕ(x)aosa y,kterájegeometrickýmznázorněním rovnice x = 0 není také opravdu grafem žádné takové funkce. V geometrických úlohách je zpravidla potřeba uvažovat oba zmíněné případy, kdežto při vyšetřování funkcí musí být předem známo, která proměnná je nezávislá a která je její funkcí. Jinak řečeno: Hledáme-li jenom funkce tvaru y = ϕ(x), které dané rovnici vyhovují, potom samozřejmě x = 0 není řešením této úlohy. Všimněme si ještě jednou obou posledních integrálů naší rovnice. Ani jeden nebyl získán integrací dané rovnice, tj. nehledali jsme primitivní funkci. Jsou to tedyintegrályjinépovahynežintegrálytypu xy= C.Mohlobysezdát,žeoba tytointegrályjsouobsaženyvintegráluobecnémpro C=0,alenenítotak.Při integrováníjsmetotiždostalilnc 1,cožjetotéžjakoln C alogaritmovat C=0 nelze. Nemůžeme tedy v obecném integrálu zvolit C = 0. Takový integrál, který nelze dostat z integrálu obecného volbou integrační konstanty, se nazývá integrál singulární. Příklad3 separaceproměnných 2 Řešte rovnice: 10

11 a)2xdx+dy=0, b) dx xdy=0, c) y y=0. Řešení a) Rovnici lze upravit na tvar dy = 2xdx. Po integraci dostaneme y= x 2 + C. b)rovniciupravímenatvar,kdyjsoujižproměnnéseparovány,tj.dy= 1 x dx, pro x 0.Pointegracije y=ln x +C.Rovnicitakévyhovujeřešení x=0, tzv. singulární řešení. c)rovnicipřevedemenazápispomocídiferenciálů,tj. dy dx = y,poodstranění zlomkůdostanemedy= ydx,poseparaci dy =dxpro y 0. y Pointegraci dostaneme ln y = x+k, kde K je libovolnákonstanta. V tomto případě se ukazuje jako výhodné vyjádřit integrační konstantu K jakopřirozenýlogaritmusnějakéhokladnéhočísla C 1 >0.Tojemožnéučinit, protože každé reálné číslo lze považovat za přirozený logaritmus nějakého kladného čísla. Můžeme tedy psát Pak lze rovnici přepsat na tvar Poúpravěln y =lne x +lnc 1, Pro y <0je y = y,tj. K=lnC 1. ln y =x+lnc 1. y =C 1 e x. y= C 1 e x, pro y >0můžemepsát y= C 1 e x.obatytopřípadylzevyjádřitjedinourovnicí y=ce x, kde C R {0}. Potomln y =lne x +lnc. Poodlogaritmování y= Ce x. Je-li y = 0 dostaneme singulární řešení. 11

12 Příklad 4 integrální křivka Najděte křivku procházející počátkem soustavy souřadnic[0, 0], pro kterou směrnicetečnyvkaždémjejímbodě[x,y]jerovna2x+1. Řešení Dlezadáníplatí dy dx =2x+1, poseparaciaintegracidy=(2x+1)dx, y= x 2 + x+c. Konstantu C určíme z podmínky zadání: křivka musí procházet bodem[0, 0]. Jetedy0=0+0+C,zčehož C=0. Rovnicekřivkypotomje y= x 2 + x. Nyníurčíme,ojakoukřivkusejedná.Ponížepopsanéúpravěje y= x 2 + x= ( x+ 1 ) , cožjerovniceparabolysvrcholemvbodě V= [ 1 2, 1 4 ]. y V x Obr. 1 Graf integrální křivky 12

13 1.1.2 Řešení lineárních diferenciálních rovnic 1. řádu metodou variace konstant Lineární diferenciální rovnice jsou takové rovnice, které jsou lineární vzhledem k neznámé funkci a jejím derivacím. Ve speciálním případě je možno diferenciální rovnici(12) psát ve tvaru y + Py=Q, (18) kde P, Q jsou opět spojité funkce proměnné x v intervalu J. Speciálně dostaneme,jestližejevuvažovanémintervalu Q=0 y + Py=0. (19) Tato rovnice se nazývá homogenní lineární diferenciální rovnice, někdy také lineární diferenciální rovnice s nulovou pravou stranou. Rovnice(18) se pak nazývá nehomogenní(s nenulovou pravou stranou). V rovnici(19) je možno proměnné separovat: dy y = Pdx. Integrací(19) dostaneme její obecný integrál: ln y = Pdx+lnC, kde C >0, odtud potom y= Ce Pdx. (20) Mimotovyhovujerovnici(19)takéfunkce y=0,kterásiceodpovídávolbě konstanty C = 0, ale nedostaneme ji integrací.(proč?) K nalezení obecného integrálu nehomogenní rovnice(resp. s pravou stranou) (18) se užívá tzv. metody variace konstanty: 1. Nejprve řešíme danou homogenní rovnici a najdeme její obecný integrál ve tvaru(20). 2.Vevztahu(20)nahradímekonstantu Cfunkcí C= C(x),tj. y=c(x)e Pdx. (21) Profunkci C(x)pakhledámepodmínku,abyfunkce y=c(x)e Pdx vyhovovalarovnici(18).vypočítáme y adosadímedorovnice(18): y = C (x)e Pdx C(x)Pe Pdx, 13

14 C (x)e Pdx C(x)Pe Pdx + PC(x)e Pdx = Q, po úpravě dostaneme C (x)=qe Pdx. (22) To je diferenciální rovnice pro funkci C(x), jejíž řešení je možno napsat ve tvaru C(x)= Qe Pdx dx+k, (23) kde K je libovolná konstanta. Dosadíme-li tuto funkci do rovnice(20), obdržíme ( ) y=e Pdx K+ Qe Pdx dx, (24) což je obecný integrál dané diferenciální rovnice. Příklad5 variacekonstant 1 Řešterovnici y + y=e x metodouvariacekonstant. Řešení 1.Nejprveřešímepříslušnouhomogennírovnici y +y=0metodouseparace proměnných. dy y = dx, y= Ce x. 2.Předpokládáme C= C(x),potom y= C(x)e x, y = C (x)e x C(x)e x.podosazenídopůvodnínehomogennírovnice C (x)e x C(x)e x + C(x)e x = e x, C (x) = e 2x, C(x) = 1 2 e2x + K, kde K je libovolná konstanta. ( ) 1 Pak y= 2 e2x + K e x,neboli y= 1 2 ex + Ke x. 14

15 Příklad6 variacekonstant 2 Řeštediferenciálnírovnici xy y= x 2 metodouvariacekonstant: Řešení 1. Vyřešíme dříve uvedeným postupem homogenní rovnici: xy y = 0, xdy ydx = 0, dy y = dx x, ln y = ln x +lnc, y = Cx. 2.Předpokládáme C= C(x),potom y= C(x)x, y = C (x)x+c(x). Po dosazení do původní nehomogenní rovnice x[c (x)x+c(x)] C(x)x = x 2, x 2 C (x) = x 2, C (x) = 1, C(x) = x+k. Podosazenídovztahupro ydostaneme y=(x+k)x=x 2 + Kx. Cvičení 1 Řešte diferenciální rovnice: 1. y = ky, 2. y y=3, 3. y =2xy, 4. y y=e x 5. y + y= x. 15

16 1.2 Úlohy vedoucí k řešení diferenciálních rovnic 1. řádu Příklad 7 barometrická rovnice Určete závislost atmosférického tlaku na výšce nad hladinou moře, jestliže víte, žetlaknahladiněmořeje p 0 =1013hPaavevýšce h 1 =500mnadhladinou mořejetlak p 1 =940hPa.Předpokládejte,ževzduchmávšudestejnouteplotu. Řešení Protože teplota vzduchu je ve všech místech stejná, platí pv = konst. Tento zákonlzepřepsatdotvaru p 0 = V = 0,kde p, jsouhodnotyvevýšce h. p V 0 Dále budeme předpokládat, že ve vrstvě o tloušťce dh je hustota konstantní. Tentovztahvyžadujejinýfyzikálnívýklad viz[10].proúbytektlakuvtéto vrstvě pak dostáváme dp = gdh. Z Boylova-Mariottova zákona víme, že platí = p 0 p. Po dosazení do vztahu pro dp dostaneme 0 dp= 0 p 0 pgdh. Po separaci proměnných a integraci obdržíme dp p = 0 p 0 gdh, lnp= 0 p 0 gh+lnc. Poodlogaritmování p=ce 0 p 0 gh = Ce kh,kde k= 0 p 0 g. Okrajovépodmínky:vevýšce h=0jetlak p 0,zčehož C= p 0,atedy p= = p 0 e kh.konstantu kurčímepomocídruhépodmínky,tj.vevýšce h=500m jetlak940hpa: k= 1 h ln p p 0 =0, Hledanázávislostjetedy p=1013e 0,00015h hpa. Příklad 8 nabíjení kondenzátoru Kondenzátorokapacitě Cpřipojímevčase t=0kezdrojionapětí U 0.Nabíjímehopřesrezistoroodporu R.Jakýječasovýprůběhprouduanapětína kondenzátoru? 16

17 Řešení Zapojenímspínačedopolohy1(vizobr.2)připojímeobvodnazdrojonapětí U 0 = konst. u R u C 1 U 0 2 R C i Obr. 2 Nabíjení kondenzátoru Podle 2. Kirchhoffova zákona platí u R + u C U 0 =0. (25) Podosazeníza u R = Ri, u C = q C do(25)dostaneme Zderivujeme-li rovnici(26), dostaneme Ri+ q C U 0=0. (26) R di dt +1 dq =0. (27) Cdt Užitímvztahu i= dq dt můžemerovnici(27)upravitnatvar R di dt +1 C i=0. Po separaci proměnných, integraci a odlogaritmování dostáváme: di i = 1 RC dt, t i=k 1e RC, (28) kde K 1 jeintegračníkonstanta,kterouurčímezpočátečníchpodmínek.včase t=0jenapětínakondenzátoru u C =0(kondenzátornenínabitý)aproud 17

18 protékajícíobvodemje I 0.Podle(26)je RI 0 = U 0,odkud I 0 = U 0 R,podle(28) je I 0 = K 1.Pak i=i 0 e du C dt t RC. Průběhnapětínakondenzátoru u C jedánvztahem u C = 1 C q,poderivaci t = 1 dq Cdt = 1 C i= 1 C I 0e RC.Poseparaciproměnnýchaintegraci u C = 1 C du C = 1 C I 0e RC dt, U 0 R ( RC)e RC + K 2, t t t u C = U 0 e RC + K 2. (29) Integračníkonstantu K 2 určímezpočátečníchpodmínek:včase t=0 je u C =0,podosazenído(29)dostaneme:0=U 0 + K 2,odkud K 2 = U 0. Podosazeníza K 2 do(29)dostaneme ( u C = U 0 e t RC U 0 = U 0 1 e t RC ). Příklad9 vlivcívkynaprůchodprouduvel.obvodupřipřechodovém ději Do elektrického obvodu o napětí U zapojíme cívku o indukčnosti L a rezistor o odporu R. Určete proud procházející cívkou v časovém okamžiku t po zapojení. Řešení Po sepnutí spínače je podle 2. Kirchhoffova zákona součet obvodových napětí na cívce a na rezistoru trvale roven svorkovému napětí zdroje. Obvodovénapětínacívcejeurčenovztahem u L = L di dt.vkaždémokamžiku platí u R + u L = U.Podosazení Ri+L di = U. (30) dt 18

19 u R u L U R L i Obr.3Obvodscívkou Tuto rovnici vyřešíme tzv. metodou variace konstant: 1.Vyřešímerovnici spravoustranourovnounule,tj. Ri+L di dt =0. po separaci proměnných, integraci a odlogaritmování dostaneme i=k 1 e R L t. (31) 2.Nynípředpokládáme K 1 = K 1 (t),potom i=k 1 (t)e R L t. Po derivaci i a dosazení do úplné rovnice(30) dostáváme RK 1 (t)e R L t + L odkud K 1 (t)= U L e R L t, pointegraci K 1 (t)= U R e R L t + K 2. Po dosazení do(31) R di dt = K 1 (t)e L t K 1 (t) R L e R L t, (K 1 (t)e RL t K 1 (t) RL e RL t ) = U, i= U R + K 2e R L t. (32) Integračníkonstantu K 2 určímezpočátečníchpodmínek:včase t=0je i=0, zčehož K 2 = U R. Hledanéřešeníje i= U R (1 e RL t ). 19

20 Příklad10 výtokkapalinyznádoby Nádobatvarupolokouleopoloměru r=10cmjezcelanaplněnákapalinou. Vedněnádobyjeotvoroprůřezu S 0 =4mm 2.Zajakoudobupouvolnění otvoru klesne hladina kapaliny o polovinu poloměru, jestliže koeficient zúžení vytékajícího kapalinového proudu je k = 0,6? Řešení Nechť je výška hladiny kapaliny v počátečním časovém okamžiku t = 0 rovna r. Víme, že rychlost výtoku kapaliny v okamžiku, kdy výška její hladiny je rovna x,jeurčenatorricellihovztahem v 1 = 2gx.Uvažujeme-likoeficient zúžení vytékajícího kapalinového proudu k, pak je rychlost v určena vztahem v=k 2gx.Vnekonečněmalémčasovémintervalu tmůžemevýtokkapaliny považovat za rovnoměrný. Zadobu tvytečevýškovýmotvorem element sloupce kapaliny, S R r jehož výška je v t a plošný průřez S 0,cožmázanásledeksní- r dx x žení hladiny kapaliny v nádobě o x.vdůsledkutěchtoúvah dostáváme S 0 ks 0 2gx t= S x, Obr. 4 Nádoba s kapalinou kde S je okamžitý plošný průřez hladiny kapaliny. Pak pro nekonečně malé intervaly dt, dx dostaneme diferenciální rovnici dx dt = ks 0 2gx, S kde S= πr 2 = π [ r 2 (r x) 2] = π(2rx x 2 )(vizobr.4).podosazeníza S a separaci proměnných dostaneme Po integraci máme t= dt= π 2rx x 2 dx. ks 0 2g x ( ) 5 π 2 ks 0 2g 5 x rx 2 + C. 20

21 Počátečnípodmínky:včase t=0je x=r,atím C= 14 π r 2,takže 15 ks 0 2g t= πx ( ) x 2 ks 0 2g 5 x 4 3 r + 14 π r 2 r. 15 ks 0 2g Pro x= r 2 dostáváme 5 t= π r 2 r. 2kS 0 g 30 Pro dané hodnoty: hladinaklesnaopolovinupůvodníhodnotyza t=8min18s. Příklad 11 vedení tepla Teplotachlebavytaženéhozpeceběhem20minutkleslaze100 Cna60 C. Teplotaokolníhovzduchuje τ 0 =25 C.Zajakoudobuodpočátkuochlazování seteplotachlebasnížilana30 C? Řešení Rychlost ochlazování tělesa představuje pokles teploty τ za jednotku času t ajevyjádřenaderivací dτ dt.podlenewtonovazákonavedeníteplajerychlost ochlazování tělesa přímo úměrná rozdílu teplot tělesa a okolního prostředí. Je to nerovnoměrný proces. Se změnou rozdílu teplot se mění i rychlost ochlazování tělesa. Za předpokladu, že se teplota okolí nemění, bude mít diferenciální rovnice ochlazování chleba tvar dτ dt = k(τ τ 0), kde τ jeteplotachleba, τ 0 jeteplotaokolníhovzduchu, k >0jekoeficient úměrnosti. Nechť t je časový interval, ve kterém sledujeme chladnutí chleba. Po separaci proměnných a integraci dostaneme dτ τ τ 0 = kdt, ln(τ τ 0 )= kt+ln C, 21

22 po odlogaritmování dostaneme τ= τ 0 + Ce kt. Počátečnípodmínka:včase t=0je τ=100 C, τ 0 =25 C,atím C=75 C. Doplňujícípodmínka:včase t=20minutje τ =60 C, τ 0 =25 C.Po dosazenídovztahupro τdostaneme60=25+75e k 20,zčehož e k = ( ) 1 ( ) = ( ) t 7 20 Dostáváme τ=75 +25,kdeza tdosazujemečasvminutách. 15 Nyníurčíme tpro τ=30 C: ( ) t =75 +25, 15 ( ) 1 t 7 15 = Po zlogaritmování a vyjádření t dostaneme t = 71 minut. Chlebabudemítteplotu30 Cpo1hodiněa11minutách. Příklad12 diskotáčejícísevkapalině Na kruhový disk otáčející se v kapalině malou úhlovou rychlostí podle osy symetrie(obr. 5) působí třecí síla, která je přímo úměrná úhlové rychlosti pohybu. Najděte závislost této úhlové rychlosti na čase, jestliže víte, že počáteční otáčky disku100ot min 1 za1minutuklesnouna60ot min 1. Řešení Označme ωúhlovourychlostdisku, npočetotáček,pro ωplatí ω= 2πn 60.Při otáčení disku na disk působí třecí síla, která je lineárně závislá na úhlové rychlosti pohybu. Tato síla vzhledem k ose otáčení vyvolá určitý brzdný moment síly. Označme dω rychlostzměnyúhlovérychlostidiskuvkapalině( dω má dt dt význam úhlového zrychlení). 22

23 Napíšeme rovnici vyjadřující momentovou podmínku vzhledem k ose otáčení. R M= J dω dt, kde J je moment setrvačnosti disku vzhledem k ose otáčení. Zbývá určit velikost momentu M.Nechť Rjepoloměrdisku. Obr.5Diskvkapalině Pro zjednodušení předpokládejme, že tento moment vyvolává nějaká sílaf, kterápůsobínapoloměru R s = k 1 R,kde k 1 jekoeficientzávislýnaprofilu disku. Síla F jeúměrnáúhlovérychlostidisku F = k 2 ω(k 2 jekoeficientúměrnosti). Pro moment této síly platí M= k 1 k 2 Rω, znaménko minus je zde proto, že moment působí proti směru otáčení. Porovnáním vztahů pro moment M dostáváme diferenciální rovnici J dω dt = k 1k 2 Rω, Označme k= k 1k 2 R J dω dt = k 1k 2 R ω. J je konstanta pro daný disk. Potom dω dt = kω. Po separaci, integraci a odlogaritmování dostaneme ω= Ce kt. Počátečnípodmínka:včase t=0je ω= ω 0,zčehož C= ω 0. Potom ω= ω 0 e kt. Dlezadáníje ω= 10 ( ) 10 3 πs 1,pak ω= 3 π e kt. Doplňujícípodmínka:včase t=1min=60sje ω=2πs 1,zčehoždostáváme k= 1 60 ln

24 Potom po úpravě ω= ( ) ( ) 1 2π 5 e 60 ln5 t 3 3 ω=2π ( ) ( ) t 1 5 s 1. s 1, Příklad13 závěsnýmost 1 Určete tvar křivky řetězu závěsného mostu, předpokládáte-li, že zatížení je rozděleno rovnoměrně po délce řetězu v horizontální přímce. Hmotnost řetězu vzhledem k hmotnosti mostovky zanedbejte. Řešení Na řetěz mostu působí tíhová síla rovnoměrného rozložení závěsné mostovky a tahová síla realizovaná závěsy řetězu. Na část délky x působí tíhová síla F G = m l gx(mjecelkováhmotnostmostu)advětahovésílyovelikostech F 1, F 2 (vizobr.6). F1 y l FG F2 řetěz α x x mostovka Obr. 6 Závěsný most Nechťřetězsvíráshorizontálnírovinouvurčitémboděúhel α.proúhel α platí:tg α= dy(x) (dálejen y,kde y=y(x)jehledanárovnicekřivky). dx TahovousíluF2vlaněmůžemerozložitdodvousložek: F 2x = F 2 cosα, F 2y = F 2 sinα. Protože řetěz je v rovnováze, musí být výslednice všech sil na něj působících rovnanule.složkově vesměru x: F 2 cosα=f 1,vesměru y: F 2 sinα= m l gx. 24

25 Ztohodostávámeprotg α= mg x. lf 1 Označme mg = k...konstantaprodanýdruhřetězu. lf 1 Pakdostaneme dy = k x.separacíaintegrací:dy= k xdx, y= kx2 2 + C. dx Konstantu Curčímezokrajovýchpodmínek:je-li x=0,jetaké y=0 viz obr.5.pak y= mg x 2lF 2. 1 Řetěz bude mít tvar paraboly. Cvičení 2 1.Motorováloďkasepohybujepoklidnéhladiněrychlostí v 0 =10km h 1. Vplnémchodujevypnutmotoraza40spotomserychlostzmenšína 4km h 1.Odporvodynechťjepřímoúměrnýrychlostipohybuloďky. Určete rychlost loďky za 2 minuty po vypnutí motoru. 2.Určete,zajakdlouhovytečevšechnavodaznádobyvpříkladu10. 3.Válcovýzásobníkovýšce h=6,00maprůměru D=4,00mmávedně kruhovýotvoroprůměru d=0,200m.zásobníkjeažpookrajnaplněn vodou.určetezávislostvýškyhladiny hnačase tadobu t 0,zakterou vyteče všechna voda. Koeficient zúžení vytékajícího kapalinového sloupce je k=0, Izolovanývodičmánáboj Q 0 =1000C.Protožeizolacenenídokonalá, dochází na vodiči postupně k úbytku náboje. Rychlost úbytku náboje na vodiči je v daném okamžiku přímo úměrná náboji na vodiči. Jaký náboj zůstane na vodiči po uplynutí 10,0 min, jestliže za první minutu ubyl náboj100c? 5.Zajakdlouhoteplotatělesazahřátéhona100 Cklesnena30 C,jestliže teplotaokolníhoprostředíjerovna20 Cazaprvních20minutsetěleso ochladilona60 C? 6. Úbytek velikosti intenzity světla při průchodu prostředím je úměrný velikosti intenzity dopadajícího světla a tloušťce vrstvy. Na hladině je velikost intenzityrovna I 0.Jakáčástintenzityprojdedohloubky30m,jestliže připrůchoduvrstvouvodyotloušťce3msevelikostintenzitysnížína polovinu? 25

BIOMECHANIKA DYNAMIKA NEWTONOVY POHYBOVÉ ZÁKONY, VNITŘNÍ A VNĚJŠÍ SÍLY ČASOVÝ A DRÁHOVÝ ÚČINEK SÍLY

BIOMECHANIKA DYNAMIKA NEWTONOVY POHYBOVÉ ZÁKONY, VNITŘNÍ A VNĚJŠÍ SÍLY ČASOVÝ A DRÁHOVÝ ÚČINEK SÍLY BIOMECHANIKA DYNAMIKA NEWTONOVY POHYBOVÉ ZÁKONY, VNITŘNÍ A VNĚJŠÍ SÍLY ČASOVÝ A DRÁHOVÝ ÚČINEK SÍLY ROTAČNÍ POHYB TĚLESA, MOMENT SÍLY, MOMENT SETRVAČNOSTI DYNAMIKA Na rozdíl od kinematiky, která se zabývala

Více

Diferenciální počet 1 1. f(x) = ln arcsin 1 + x 1 x. 1 x 1 a x 1 0. f(x) = (cos x) cosh x + 3x. x 0 je derivace funkce f(x) v bodě x0.

Diferenciální počet 1 1. f(x) = ln arcsin 1 + x 1 x. 1 x 1 a x 1 0. f(x) = (cos x) cosh x + 3x. x 0 je derivace funkce f(x) v bodě x0. Nalezněte definiční obor funkce Diferenciální počet f = ln arcsin + Definiční obor funkce f je určen vztahy Z těchto nerovností plyne < + ln arcsin + je tedy D f =, Určete definiční obor funkce arcsin

Více

9.4. Rovnice se speciální pravou stranou

9.4. Rovnice se speciální pravou stranou Cíle V řadě případů lze poměrně pracný výpočet metodou variace konstant nahradit jednodušším postupem, kterému je věnována tato kapitola. Výklad Při pozorném studiu předchozího textu pozornějšího studenta

Více

Numerické řešení variačních úloh v Excelu

Numerické řešení variačních úloh v Excelu Numerické řešení variačních úloh v Excelu Miroslav Hanzelka, Lenka Stará, Dominik Tělupil Gymnázium Česká Lípa, Gymnázium Jírovcova 8, Gymnázium Brno MirdaHanzelka@seznam.cz, lenka.stara1@seznam.cz, dtelupil@gmail.com

Více

1. Několik základních pojmů ze středoškolské matematiky. Na začátku si připomeneme následující pojmy:

1. Několik základních pojmů ze středoškolské matematiky. Na začátku si připomeneme následující pojmy: Opakování středoškolské matematiky Slovo úvodem: Tato pomůcka je určena zejména těm studentům presenčního i kombinovaného studia na VŠFS, kteří na středních školách neprošli dostatečnou průpravou z matematiky

Více

Práce, energie a další mechanické veličiny

Práce, energie a další mechanické veličiny Práce, energie a další mechanické veličiny Úvod V předchozích přednáškách jsme zavedli základní mechanické veličiny (rychlost, zrychlení, síla, ) Popis fyzikálních dějů usnadňuje zavedení dalších fyzikálních

Více

Pohyby tuhého tělesa Moment síly vzhledem k ose otáčení Skládání a rozkládání sil Dvojice sil, Těžiště, Rovnovážné polohy tělesa

Pohyby tuhého tělesa Moment síly vzhledem k ose otáčení Skládání a rozkládání sil Dvojice sil, Těžiště, Rovnovážné polohy tělesa Mechanika tuhého tělesa Pohyby tuhého tělesa Moment síly vzhledem k ose otáčení Skládání a rozkládání sil Dvojice sil, Těžiště, Rovnovážné polohy tělesa Mechanika tuhého tělesa těleso nebudeme nahrazovat

Více

3 Mechanická energie 5 3.1 Kinetická energie... 6 3.3 Potenciální energie... 6. 3.4 Zákon zachování mechanické energie... 9

3 Mechanická energie 5 3.1 Kinetická energie... 6 3.3 Potenciální energie... 6. 3.4 Zákon zachování mechanické energie... 9 Obsah 1 Mechanická práce 1 2 Výkon, příkon, účinnost 2 3 Mechanická energie 5 3.1 Kinetická energie......................... 6 3.2 Potenciální energie........................ 6 3.3 Potenciální energie........................

Více

Základní pojmy teorie ODR a speciální typy ODR1

Základní pojmy teorie ODR a speciální typy ODR1 ODR1 1 Základní pojmy teorie ODR a speciální typy ODR1 A. Diferenciální rovnice a související pojmy Mnohé fyzikální a jiné zákony lze popsat pomocí rovnic, v nichž jako neznámá vystupuje funkce, přičemž

Více

diferenciální rovnice verze 1.1

diferenciální rovnice verze 1.1 Diferenciální rovnice vyšších řádů, snižování řádu diferenciální rovnice verze 1.1 1 Úvod Následující text popisuje řešení diferenciálních rovnic, konkrétně diferenciálních rovnic vyšších řádů a snižování

Více

1 Linearní prostory nad komplexními čísly

1 Linearní prostory nad komplexními čísly 1 Linearní prostory nad komplexními čísly V této přednášce budeme hledat kořeny polynomů, které se dále budou moci vyskytovat jako složky vektorů nebo matic Vzhledem k tomu, že kořeny polynomu (i reálného)

Více

MATURITNÍ TÉMATA Z MATEMATIKY

MATURITNÍ TÉMATA Z MATEMATIKY MATURITNÍ TÉMATA Z MATEMATIKY 1. Základní poznatky z logiky a teorie množin Pojem konstanty a proměnné. Obor proměnné. Pojem výroku a jeho pravdivostní hodnota. Operace s výroky, složené výroky, logické

Více

1.7.4. Skládání kmitů

1.7.4. Skládání kmitů .7.4. Skládání kmitů. Umět vysvětlit pojem superpozice.. Umět rozdělit různé typy skládání kmitů podle směru a frekvence. 3. Umět určit amplitudu a fázi výsledného kmitu. 4. Vysvětlit pojem fázor. 5. Znát

Více

ÚLOHY DIFERENCIÁLNÍHO A INTEGRÁLNÍHO POČTU S FYZIKÁLNÍM NÁMĚTEM

ÚLOHY DIFERENCIÁLNÍHO A INTEGRÁLNÍHO POČTU S FYZIKÁLNÍM NÁMĚTEM Projekt ŠABLONY NA GVM Gymnázium Velké Meziříčí registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0948 IV-2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji matematické gramotnosti žáků středních škol ÚLOHY

Více

Téma 1: Elektrostatika I - Elektrický náboj Kapitola 22, str. 577 592

Téma 1: Elektrostatika I - Elektrický náboj Kapitola 22, str. 577 592 Téma 1: Elektrostatika I - Elektrický náboj Kapitola 22, str. 577 592 Shrnutí: Náboj a síla = Coulombova síla: - Síla jíž na sebe náboje Q působí je stejná - Pozn.: hledám-li velikost, tak jen dosadím,

Více

15 MECHANIKA IDEÁLNÍCH TEKUTIN. Hydrostatika ideální kapaliny Hydrodynamika ideální tekutiny

15 MECHANIKA IDEÁLNÍCH TEKUTIN. Hydrostatika ideální kapaliny Hydrodynamika ideální tekutiny 125 15 MECHANIKA IDEÁLNÍCH TEKUTIN Hydrostatika ideální kapaliny Hydrodynamika ideální tekutiny Na rozdíl od pevných látek, které zachovávají při pohybu svůj tvar, setkáváme se v přírodě s látkami, které

Více

Příklad 1. Řešení 1a Máme určit obsah rovinné plochy ohraničené křivkami: ŘEŠENÉ PŘÍKLADY Z M1A ČÁST 14. a) =0, = 1, = b) =4, =0

Příklad 1. Řešení 1a Máme určit obsah rovinné plochy ohraničené křivkami: ŘEŠENÉ PŘÍKLADY Z M1A ČÁST 14. a) =0, = 1, = b) =4, =0 Příklad Určete obsah rovinné plochy ohraničené křivkami: a) =0,=,= b) =4,=0 c) =,=,=3,=0 d) =+, =0 e) + )=,= f) = +4,+= g) =arcsin,=0,= h) =sin,=0, 0; i) =,=,=4,=0 j) =,= k) = 6,= +5 4 l) =4,+=5 m) = +

Více

Lineární diferenciální rovnice 1. řádu verze 1.1

Lineární diferenciální rovnice 1. řádu verze 1.1 Úvod Lineární diferenciální rovnice. řádu verze. Následující tet popisuje řešení lineárních diferenciálních rovnic. řádu. Měl by sloužit především studentům předmětu MATEMAT2 na Univerzitě Hradec Králové

Více

Kinetická teorie ideálního plynu

Kinetická teorie ideálního plynu Přednáška 10 Kinetická teorie ideálního plynu 10.1 Postuláty kinetické teorie Narozdíl od termodynamiky kinetická teorie odvozuje makroskopické vlastnosti látek (např. tlak, teplotu, vnitřní energii) na

Více

mechanická práce W Studentovo minimum GNB Mechanická práce a energie skalární veličina a) síla rovnoběžná s vektorem posunutí F s

mechanická práce W Studentovo minimum GNB Mechanická práce a energie skalární veličina a) síla rovnoběžná s vektorem posunutí F s 1 Mechanická práce mechanická práce W jednotka: [W] = J (joule) skalární veličina a) síla rovnoběžná s vektorem posunutí F s s dráha, kterou těleso urazilo 1 J = N m = kg m s -2 m = kg m 2 s -2 vyjádření

Více

2. Mechanika - kinematika

2. Mechanika - kinematika . Mechanika - kinematika. Co je pohyb a klid Klid nebo pohyb těles zjišťujeme pouze vzhledem k jiným tělesům, proto mluvíme o relativním klidu nebo relativním pohybu. Jak poznáme, že je těleso v pohybu

Více

Proč funguje Clemův motor

Proč funguje Clemův motor - 1 - Proč funguje Clemův motor Princip - výpočet - konstrukce (c) Ing. Ladislav Kopecký, 2004 Tento článek si klade za cíl odhalit podstatu funkce Clemova motoru, provést základní výpočty a navrhnout

Více

Funkce, funkční závislosti Lineární funkce

Funkce, funkční závislosti Lineární funkce Funkce, funkční závislosti Lineární funkce Obsah: Definice funkce Grafické znázornění funkce Konstantní funkce Lineární funkce Vlastnosti lineárních funkcí Lineární funkce - příklady Zdroje Z Návrat na

Více

Úvod. 1 Převody jednotek

Úvod. 1 Převody jednotek Úvod 1 Převody jednotek Násobky a díly jednotek: piko p 10-12 nano n 10-9 mikro μ 10-6 mili m 10-3 centi c 10-2 deci d 10-1 deka da 10 1 hekto h 10 2 kilo k 10 3 mega M 10 6 giga G 10 9 tera T 10 12 Ve

Více

5.2. Funkce, definiční obor funkce a množina hodnot funkce

5.2. Funkce, definiční obor funkce a množina hodnot funkce 5. Funkce 8. ročník 5. Funkce 5.. Opakování - Zobrazení a zápis intervalů a) uzavřený interval d) otevřený interval čísla a,b krajní body intervalu číslo a patří do intervalu (plné kolečko) číslo b patří

Více

Jméno autora: Mgr. Zdeněk Chalupský Datum vytvoření: 20. 8. 2012 Číslo DUM: VY_32_INOVACE_16_FY_A

Jméno autora: Mgr. Zdeněk Chalupský Datum vytvoření: 20. 8. 2012 Číslo DUM: VY_32_INOVACE_16_FY_A Jméno autora: Mgr. Zdeněk Chalupský Datum vytvoření: 20. 8. 2012 Číslo DUM: VY_32_INOVACE_16_FY_A Ročník: I. Fyzika Vzdělávací oblast: Přírodovědné vzdělávání Vzdělávací obor: Fyzika Tematický okruh: Mechanika

Více

VÝUKOVÝ MATERIÁL VÝUKOVÝ MATERIÁL VÝUKOVÝ MATERIÁL

VÝUKOVÝ MATERIÁL VÝUKOVÝ MATERIÁL VÝUKOVÝ MATERIÁL VÝUKOVÝ MATERIÁL VÝUKOVÝ MATERIÁL VÝUKOVÝ MATERIÁL Identifikační údaje školy Číslo projektu Název projektu Číslo a název šablony Vyšší odborná škola a Střední škola, Varnsdorf, příspěvková organizace Bratislavská

Více

8 Střední hodnota a rozptyl

8 Střední hodnota a rozptyl Břetislav Fajmon, UMAT FEKT, VUT Brno Této přednášce odpovídá kapitola 10 ze skript [1]. Také je k dispozici sbírka úloh [2], kde si můžete procvičit příklady z kapitol 2, 3 a 4. K samostatnému procvičení

Více

Shrnutí kinematiky. STŘEDNÍ ODBORNÁ ŠKOLA a STŘEDNÍ ODBORNÉ UČILIŠTĚ, Česká Lípa, 28. října 2707, příspěvková organizace

Shrnutí kinematiky. STŘEDNÍ ODBORNÁ ŠKOLA a STŘEDNÍ ODBORNÉ UČILIŠTĚ, Česká Lípa, 28. října 2707, příspěvková organizace Název školy: Číslo a název projektu: Číslo a název šablony klíčové aktivity: Označení materiálu: Typ materiálu: Předmět, ročník, obor: Číslo a název sady: Téma: Jméno a příjmení autora: Datum vytvoření:

Více

Určení počátku šikmého pole řetězovky

Určení počátku šikmého pole řetězovky 2. Šikmé pole Určení počátku šikmého pole řetězovky d h A ϕ y A y x A x a Obr. 2.1. Souřadnie počátku šikmého pole Jestliže heme určit řetězovku, která je zavěšená v bodeh A a a je daná parametrem, je

Více

Matematika I, část I Vzájemná poloha lineárních útvarů v E 3

Matematika I, část I Vzájemná poloha lineárních útvarů v E 3 3.6. Vzájemná poloha lineárních útvarů v E 3 Výklad A. Vzájemná poloha dvou přímek Uvažujme v E 3 přímky p, q: p: X = A + ru q: X = B + sv a hledejme jejich společné body, tj. hledejme takové hodnoty parametrů

Více

Definice. Vektorový prostor V nad tělesem T je množina s operacemi + : V V V, tj. u, v V : u + v V : T V V, tj. ( u V )( a T ) : a u V které splňují

Definice. Vektorový prostor V nad tělesem T je množina s operacemi + : V V V, tj. u, v V : u + v V : T V V, tj. ( u V )( a T ) : a u V které splňují Definice. Vektorový prostor V nad tělesem T je množina s operacemi + : V V V, tj. u, v V : u + v V : T V V, tj. ( u V )( a T ) : a u V které splňují 1. u + v = v + u, u, v V 2. (u + v) + w = u + (v + w),

Více

Sbírka úloh z matematiky

Sbírka úloh z matematiky Střední průmyslová škola a Střední odborné učiliště, Trutnov, Školní 101 Sbírka úloh z matematiky v rámci projektu královéhradeckého kraje zavádění inovativních metod výuky pomocí ICT v předmětu matematika

Více

Test jednotky, veličiny, práce, energie, tuhé těleso

Test jednotky, veličiny, práce, energie, tuhé těleso DUM Základy přírodních věd DUM III/2-T3-16 Téma: Práce a energie Střední škola Rok: 2012 2013 Varianta: A Zpracoval: Mgr. Pavel Hrubý TEST Test jednotky, veličiny, práce, energie, tuhé těleso 1 Účinnost

Více

MATEMATIKA Maturitní témata společná část MZ základní úroveň (vychází z Katalogu požadavků MŠMT)

MATEMATIKA Maturitní témata společná část MZ základní úroveň (vychází z Katalogu požadavků MŠMT) MATEMATIKA Maturitní témata společná část MZ základní úroveň (vychází z Katalogu požadavků MŠMT) 1. Číselné obory 1.1 Přirozená čísla provádět aritmetické operace s přirozenými čísly rozlišit prvočíslo

Více

(3) Vypočítejte moment setrvačnosti kvádru vzhledem k zadané obecné ose rotace.

(3) Vypočítejte moment setrvačnosti kvádru vzhledem k zadané obecné ose rotace. STUDUM OTÁčENÍ TUHÉHO TěLESA TEREZA ZÁBOJNÍKOVÁ 1. Pracovní úkol (1) Změřte momenty setrvačnosti kvádru vzhledem k hlavním osám setrvačnosti. (2) Určete složky jednotkového vektoru ve směru zadané obecné

Více

Digitální učební materiál. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Příjemce podpory Gymnázium, Jevíčko, A. K.

Digitální učební materiál. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Příjemce podpory Gymnázium, Jevíčko, A. K. Digitální učební materiál Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0802 Název projektu Zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Číslo a název šablony klíčové aktivity III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím

Více

Kapitola 2. o a paprsek sil lze ztotožnit s osou x (obr.2.1). sil a velikost rovnou algebraickému součtu sil podle vztahu R = F i, (2.

Kapitola 2. o a paprsek sil lze ztotožnit s osou x (obr.2.1). sil a velikost rovnou algebraickému součtu sil podle vztahu R = F i, (2. Kapitola 2 Přímková a rovinná soustava sil 2.1 Přímková soustava sil Soustava sil ležící ve společném paprsku se nazývá přímková soustava sil [2]. Působiště všech sil m i lze posunout do společného bodu

Více

Požadavky na konkrétní dovednosti a znalosti z jednotlivých tematických celků

Požadavky na konkrétní dovednosti a znalosti z jednotlivých tematických celků Maturitní zkouška z matematiky 2012 požadované znalosti Zkouška z matematiky ověřuje matematické základy formou didaktického testu. Test obsahuje uzavřené i otevřené úlohy. V uzavřených úlohách je vždy

Více

DIGITÁLNÍ ARCHIV VZDĚLÁVACÍCH MATERIÁLŮ

DIGITÁLNÍ ARCHIV VZDĚLÁVACÍCH MATERIÁLŮ DIGITÁLNÍ ARCHIV VZDĚLÁVACÍCH MATERIÁLŮ Číslo projektu Číslo a název šablony klíčové aktivity Tematická oblast CZ.1.07/1.5.00/34.0963 IV/2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji matematické gramotnosti

Více

CZ 1.07/1.1.32/02.0006

CZ 1.07/1.1.32/02.0006 PO ŠKOLE DO ŠKOLY CZ 1.07/1.1.32/02.0006 Číslo projektu: CZ.1.07/1.1.32/02.0006 Název projektu: Po škole do školy Příjemce grantu: Gymnázium, Kladno Název výstupu: Prohlubující semináře Matematika (MI

Více

ALGEBRA LINEÁRNÍ, KVADRATICKÉ ROVNICE

ALGEBRA LINEÁRNÍ, KVADRATICKÉ ROVNICE ALGEBRA LINEÁRNÍ, KVADRATICKÉ ROVNICE A NEROVNICE, SOUSTAVY ROVNIC A NEROVNIC Gymnázium Jiřího Wolkera v Prostějově Výukové materiály z matematiky pro vyšší gymnázia Autoři projektu Student na prahu 21.

Více

Požadavky k opravným zkouškám z matematiky školní rok 2013-2014

Požadavky k opravným zkouškám z matematiky školní rok 2013-2014 Požadavky k opravným zkouškám z matematiky školní rok 2013-2014 1. ročník (první pololetí, druhé pololetí) 1) Množiny. Číselné obory N, Z, Q, I, R. 2) Absolutní hodnota reálného čísla, intervaly. 3) Procenta,

Více

Obr. 9.1: Elektrické pole ve vodiči je nulové

Obr. 9.1: Elektrické pole ve vodiči je nulové Stejnosměrný proud I Dosud jsme se při studiu elektrického pole zabývali elektrostatikou, která studuje elektrické náboje v klidu. V dalších kapitolách budeme studovat pohybující se náboje elektrický proud.

Více

15. Goniometrické funkce

15. Goniometrické funkce @157 15. Goniometrické funkce Pravoúhlý trojúhelník Ze základní školy znáte funkce sin a cos jako poměr odvěsen pravoúhlého trojúhelníka ku přeponě. @160 Měření úhlů Velikost úhlů se měří buď mírou stupňovou

Více

Ohyb nastává, jestliže v řezu jakožto vnitřní účinek působí ohybový moment, tj. dvojice sil ležící v rovině kolmé k rovině řezu.

Ohyb nastává, jestliže v řezu jakožto vnitřní účinek působí ohybový moment, tj. dvojice sil ležící v rovině kolmé k rovině řezu. Ohyb přímých prutů nosníků Ohyb nastává, jestliže v řeu jakožto vnitřní účinek působí ohybový moment, tj dvojice sil ležící v rovině kolmé k rovině řeu Ohybový moment určíme jako součet momentů od všech

Více

FYZIKA II. Petr Praus 6. Přednáška elektrický proud

FYZIKA II. Petr Praus 6. Přednáška elektrický proud FYZIKA II Petr Praus 6. Přednáška elektrický proud Osnova přednášky Elektrický proud proudová hustota Elektrický odpor a Ohmův zákon měrná vodivost driftová rychlost Pohyblivost nosičů náboje teplotní

Více

Základní vlastnosti křivek

Základní vlastnosti křivek křivka množina bodů v rovině nebo v prostoru lze chápat jako trajektorii pohybu v rovině či v prostoru nalezneme je také jako množiny bodů na ploše křivky jako řezy plochy rovinou, křivky jako průniky

Více

Poznámky pro žáky s poruchami učení z matematiky 2. ročník 2005/2006 str. 1. Funkce pro UO 1

Poznámky pro žáky s poruchami učení z matematiky 2. ročník 2005/2006 str. 1. Funkce pro UO 1 Poznámky pro žáky s poruchami učení z matematiky 2. ročník 2005/2006 str. 1 Funkce pro UO 1 Co je to matematická funkce? Mějme dvě množiny čísel. Množinu A a množinu B, které jsou neprázdné. Jestliže přiřadíme

Více

PLYNNÉ LÁTKY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Termika - 2. ročník

PLYNNÉ LÁTKY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Termika - 2. ročník PLYNNÉ LÁTKY Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Termika - 2. ročník Ideální plyn Po molekulách ideálního plynu požadujeme: 1.Rozměry molekul ideálního plynu jsou ve srovnání se střední vzdáleností molekul

Více

11. Mechanika tekutin

11. Mechanika tekutin . Mechanika tekutin.. Základní poznatky Pascalův zákon Působí-li na tekutinu vnější tlak pouze v jednom směru, pak uvnitř tekutiny působí v každém místě stejně velký tlak, a to ve všech směrech. Hydrostatický

Více

Základní elektronické obvody

Základní elektronické obvody Základní elektronické obvody Soustava jednotek Coulomb (C) = jednotka elektrického náboje q Elektrický proud i = náboj, který proteče průřezem vodiče za jednotku času i [A] = dq [C] / dt [s] Volt (V) =

Více

10. Energie a její transformace

10. Energie a její transformace 10. Energie a její transformace Energie je nejdůležitější vlastností hmoty a záření. Je obsažena v každém kousku hmoty i ve světelném paprsku. Je ve vesmíru a všude kolem nás. S energií se setkáváme na

Více

MODELOVÁNÍ. Základní pojmy. Obecný postup vytváření induktivních modelů. Měřicí a řídicí technika magisterské studium FTOP - přednášky ZS 2009/10

MODELOVÁNÍ. Základní pojmy. Obecný postup vytváření induktivních modelů. Měřicí a řídicí technika magisterské studium FTOP - přednášky ZS 2009/10 MODELOVÁNÍ základní pojmy a postupy principy vytváření deterministických matematických modelů vybrané základní vztahy používané při vytváření matematických modelů ukázkové příklady Základní pojmy matematický

Více

5. Interpolace a aproximace funkcí

5. Interpolace a aproximace funkcí 5. Interpolace a aproximace funkcí Průvodce studiem Často je potřeba složitou funkci f nahradit funkcí jednodušší. V této kapitole budeme předpokládat, že u funkce f známe její funkční hodnoty f i = f(x

Více

19 Hilbertovy prostory

19 Hilbertovy prostory M. Rokyta, MFF UK: Aplikovaná matematika III kap. 19: Hilbertovy prostory 34 19 Hilbertovy prostory 19.1 Úvod, základní pojmy Poznámka (připomenutí). Necht (X,(, )) je vektorový prostor se skalárním součinem

Více

Jméno autora: Mgr. Zdeněk Chalupský Datum vytvoření: 25. 8. 2012 Číslo DUM: VY_32_INOVACE_04_FY_A

Jméno autora: Mgr. Zdeněk Chalupský Datum vytvoření: 25. 8. 2012 Číslo DUM: VY_32_INOVACE_04_FY_A Jméno autora: Mgr. Zdeněk Chalupský Datum vytvoření: 25. 8. 2012 Číslo DUM: VY_32_INOVACE_04_FY_A Ročník: I. Fyzika Vzdělávací oblast: Přírodovědné vzdělávání Vzdělávací obor: Fyzika Tematický okruh: Úvod

Více

MECHANICKÉ KMITÁNÍ A VLNĚNÍ VLASTNÍ KMITÁNÍ MECHANICKÉHO OSCILÁTORU

MECHANICKÉ KMITÁNÍ A VLNĚNÍ VLASTNÍ KMITÁNÍ MECHANICKÉHO OSCILÁTORU Předmět: Ročník: Vytvořil: Datum: FYZIKA PRVNÍ MGR. JÜTTNEROVÁ 9. 6. 2013 Název zpracovaného celku: MECHANICKÉ KMITÁNÍ A VLNĚNÍ VLASTNÍ KMITÁNÍ MECHANICKÉHO OSCILÁTORU Kmitavý pohyb Je periodický pohyb

Více

Požadavky k opravným zkouškám z matematiky školní rok 2014-2015

Požadavky k opravným zkouškám z matematiky školní rok 2014-2015 Požadavky k opravným zkouškám z matematiky školní rok 2014-2015 1. ročník (první pololetí, druhé pololetí) 1) Množiny. Číselné obory N, Z, Q, I, R. 2) Absolutní hodnota reálného čísla, intervaly. 3) Procenta,

Více

3. Optimalizace pomocí nástroje Řešitel

3. Optimalizace pomocí nástroje Řešitel 3. Optimalizace pomocí nástroje Řešitel Rovnováha mechanické soustavy Uvažujme dvě různé nehmotné lineární pružiny P 1 a P 2 připevněné na pevné horizontální tyči splývající s osou x podle obrázku: (0,0)

Více

1 Mnohočleny a algebraické rovnice

1 Mnohočleny a algebraické rovnice 1 Mnohočleny a algebraické rovnice 1.1 Pojem mnohočlenu (polynomu) Připomeňme, že výrazům typu a 2 x 2 + a 1 x + a 0 říkáme kvadratický trojčlen, když a 2 0. Číslům a 0, a 1, a 2 říkáme koeficienty a písmenem

Více

1. Molekulová stavba kapalin

1. Molekulová stavba kapalin 1 Molekulová stavba kapalin 11 Vznik kapaliny kondenzací Plyn Vyjdeme z plynu Plyn je soustava molekul pohybujících se neuspořádaně všemi směry Pohybová energie molekul převládá nad energii polohovou Každá

Více

MATEMATIKA STUDIJNÍ POŽADAVKY PRO JEDNOTLIVÉ ROČNÍKY STUDIA

MATEMATIKA STUDIJNÍ POŽADAVKY PRO JEDNOTLIVÉ ROČNÍKY STUDIA MATEMATIKA STUDIJNÍ POŽADAVKY PRO JEDNOTLIVÉ ROČNÍKY STUDIA Osmileté studium 1. ročník 1. Opakování a prohloubení učiva 1. 5. ročníku Číslo, číslice, množiny, přirozená čísla, desetinná čísla, číselné

Více

Cvičení 1 Elementární funkce

Cvičení 1 Elementární funkce Cvičení Elementární funkce Příklad. Najděte definiční obor funkce f = +. + = + =, = D f =,. Příklad. Najděte definiční obor funkce f = 3. 3 3 = > 3 3 + =, 3, 3 = D f =, 3, 3. ± 3 = Příklad 3. Nalezněte

Více

Maturitní témata fyzika

Maturitní témata fyzika Maturitní témata fyzika 1. Kinematika pohybů hmotného bodu - mechanický pohyb a jeho sledování, trajektorie, dráha - rychlost hmotného bodu - rovnoměrný pohyb - zrychlení hmotného bodu - rovnoměrně zrychlený

Více

Jednotky zrychlení odvodíme z výše uvedeného vztahu tak, že dosadíme za jednotlivé veličiny.

Jednotky zrychlení odvodíme z výše uvedeného vztahu tak, že dosadíme za jednotlivé veličiny. 1. Auto zrychlí rovnoměrně zrychleným pohybem z 0 km h -1 na 72 km h -1 za 10 sekund. 2. Auto zastaví z rychlosti 64,8 km h -1 rovnoměrně zrychleným (zpomaleným) pohybem za 9 sekund. V obou případech nakreslete

Více

Základní pojmy o signálech

Základní pojmy o signálech Základní pojmy o signálech klasifikace signálů transformace časové osy energie a výkon periodické signály harmonický signál jednotkový skok a impuls Jan Černocký ÚPGM FIT VUT Brno, cernocky@fit.vutbr.cz

Více

LINEÁRNÍ DIFERENCIÁLNÍ ROVNICE 2.ŘÁDU

LINEÁRNÍ DIFERENCIÁLNÍ ROVNICE 2.ŘÁDU LINEÁRNÍ DIFERENCIÁLNÍ ROVNICE 2.ŘÁDU ZDENĚK ŠIBRAVA 1. Obecné řešení lin. dif. rovnice 2.řádu s konstntními koeficienty 1.1. Vrice konstnt. Příkld 1.1. Njděme obecné řešení diferenciální rovnice (1) y

Více

3. Změřte závislost proudu a výkonu na velikosti kapacity zařazené do sériového RLC obvodu.

3. Změřte závislost proudu a výkonu na velikosti kapacity zařazené do sériového RLC obvodu. Pracovní úkoly. Změřte účiník: a) rezistoru, b) kondenzátoru C = 0 µf) c) cívky. Určete chybu měření. Diskutujte shodu výsledků s teoretickými hodnotami pro ideální prvky. Pro cívku vypočtěte indukčnost

Více

Příklad 1. Řešení 1a. Řešení 1b. Řešení 1c ŘEŠENÉ PŘÍKLADY Z MV2 ČÁST 7

Příklad 1. Řešení 1a. Řešení 1b. Řešení 1c ŘEŠENÉ PŘÍKLADY Z MV2 ČÁST 7 Příklad 1 a) Autobusy městské hromadné dopravy odjíždějí ze zastávky v pravidelných intervalech 5 minut. Cestující může přijít na zastávku v libovolném okamžiku. Určete střední hodnotu a směrodatnou odchylku

Více

ELEKTRICKÝ PROUD ELEKTRICKÝ ODPOR (REZISTANCE) REZISTIVITA

ELEKTRICKÝ PROUD ELEKTRICKÝ ODPOR (REZISTANCE) REZISTIVITA ELEKTRICKÝ PROD ELEKTRICKÝ ODPOR (REZISTANCE) REZISTIVITA 1 ELEKTRICKÝ PROD Jevem Elektrický proud nazveme usměrněný pohyb elektrických nábojů. Např.:- proud vodivostních elektronů v kovech - pohyb nabitých

Více

1. Definiční obor funkce dvou proměnných

1. Definiční obor funkce dvou proměnných Definiční obor funkce dvou proměnných Řešené příklady 1. Definiční obor funkce dvou proměnných Vyšetřete a v kartézském souřadném systému (O, x, y) zakreslete definiční obory následujících funkcí dvou

Více

Vlastní číslo, vektor

Vlastní číslo, vektor [1] Vlastní číslo, vektor motivace: směr přímky, kterou lin. transformace nezmění invariantní podprostory charakteristický polynom báze, vzhledem ke které je matice transformace nejjednodušší podobnost

Více

POLYNOMY 1 Jan Malý UK v Praze a UJEP v Ústí n. L.

POLYNOMY 1 Jan Malý UK v Praze a UJEP v Ústí n. L. Soustavy o jedné rovnici neboli rovnice. Algebraické rovnice: Polynom= 0. POLYNOMY 1 Jan Malý UK v Praze a UJEP v Ústí n. L. Rovnice 1. stupně: lineární, ax + b = 0, a 0. Řešení: x = b a. Rovnice 2. stupně:

Více

Matematika. Kamila Hasilová. Matematika 1/34

Matematika. Kamila Hasilová. Matematika 1/34 Matematika Kamila Hasilová Matematika 1/34 Obsah 1 Úvod 2 GEM 3 Lineární algebra 4 Vektory Matematika 2/34 Úvod Zkouška písemná, termíny budou včas vypsány na Intranetu UO obsah: teoretická a praktická

Více

1 Zdroj napětí náhradní obvod

1 Zdroj napětí náhradní obvod 1 Zdroj napětí náhradní obvod Příklad 1. Zdroj napětí má na svorkách naprázdno napětí 6 V. Při zatížení odporem 30 Ω klesne napětí na 5,7 V. Co vše můžete o tomto zdroji říci za předpokladu, že je v celém

Více

15. KubickÈ rovnice a rovnice vyööìho stupnï

15. KubickÈ rovnice a rovnice vyööìho stupnï 15. KubickÈ rovnice a rovnice vyööìho stupnï Čas od času je možné slyšet v pořadech o počasí jména jako Andrew, Mitch, El Ňiňo. otom následuje zpráva o katastrofálních vichřicích, uragánech a jiných mimořádných

Více

7.2.12 Vektorový součin I

7.2.12 Vektorový součin I 7 Vektorový součin I Předpoklad: 708, 7 Při násobení dvou čísel získáváme opět číslo Skalární násobení vektorů je zcela odlišné, protože vnásobením dvou vektorů dostaneme číslo, ted něco jiného Je možné

Více

ÚSTAV MATEMATIKY A DESKRIPTIVNÍ GEOMETRIE. Matematika I/2 BA07. Cvičení, zimní semestr

ÚSTAV MATEMATIKY A DESKRIPTIVNÍ GEOMETRIE. Matematika I/2 BA07. Cvičení, zimní semestr Vysoké učení technické v Brně Stavební fakulta ÚSTAV MATEMATIKY A DESKRIPTIVNÍ GEOMETRIE Matematika I/ BA07 Cvičení, zimní semestr DOMÁCÍ ÚLOHY Jan Šafařík Brno c 0 () Integrace užitím základních vzorců.

Více

MATEMATIKA Tematické okruhy ke státní maturitní zkoušce Obor: mechanik elektronik

MATEMATIKA Tematické okruhy ke státní maturitní zkoušce Obor: mechanik elektronik MATEMATIKA Tematické okruhy ke státní maturitní zkoušce Obor: mechanik elektronik R4 1. ČÍSELNÉ VÝRAZY 1.1. Přirozená čísla počítání s přirozenými čísly, rozlišit prvočíslo a číslo složené, rozložit složené

Více

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE. Aplikace diferenciálních rovnic v praxi UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE. Aplikace diferenciálních rovnic v praxi UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA KATEDRA MATEMATICKÉ ANALÝZY A APLIKACÍ MATEMATIKY BAKALÁŘSKÁ PRÁCE Aplikace diferenciálních rovnic v praxi Vedoucí bakalářské práce: RNDr. Jan Tomeček,

Více

Ve srovnání s křivkami, kterými jsme se zabývali v Kapitole 5, je plocha matematicky

Ve srovnání s křivkami, kterými jsme se zabývali v Kapitole 5, je plocha matematicky Kapitola 8 Plocha a její obsah 1 efinice plochy Plochu intuitivně chápeme jako útvar v prostoru, který vznikne spojitou deformací části roviny Z geometrického pohledu je plochu možno interpretovat jako

Více

ROVNOMĚRNĚ ZRYCHLENÝ POHYB

ROVNOMĚRNĚ ZRYCHLENÝ POHYB ROVNOMĚRNĚ ZRYCHLENÝ POHYB Pomůcky: LabQuest, sonda čidlo polohy (sonar), nakloněná rovina, vozík, který se může po nakloněné rovině pohybovat Postup: Nakloněnou rovinu umístíme tak, aby svírala s vodorovnou

Více

K OZA SE PASE NA POLOVINĚ ZAHRADY Zadání úlohy

K OZA SE PASE NA POLOVINĚ ZAHRADY Zadání úlohy Koza se pase na polovině zahrady, Jaroslav eichl, 011 K OZA E PAE NA POLOVINĚ ZAHADY Zadání úlohy Zahrada kruhového tvaru má poloměr r = 10 m. Do zahrady umístíme kozu, kterou přivážeme provazem ke kolíku

Více

3. Celistvé výrazy a jejich úprava 3.1. Číselné výrazy

3. Celistvé výrazy a jejich úprava 3.1. Číselné výrazy . Celistvé výrazy a jejich úprava.1. Číselné výrazy 8. ročník. Celistvé výrazy a jejich úprava Proměnná je znak, zpravidla ve tvaru písmene, který zastupuje čísla z dané množiny čísel. Většinou se setkáváme

Více

Hydromechanické procesy Obtékání těles

Hydromechanické procesy Obtékání těles Hydromechanické procesy Obtékání těles M. Jahoda Klasifikace těles 2 Typy externích toků dvourozměrné osově symetrické třírozměrné (s/bez osy symetrie) nebo: aerodynamické vs. neaerodynamické Odpor a vztlak

Více

Fyzikální veličiny a jednotky, přímá a nepřímá metoda měření

Fyzikální veličiny a jednotky, přímá a nepřímá metoda měření I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY Laboratorní práce č. 2 Fyzikální veličiny a jednotky,

Více

5. Kvadratická funkce

5. Kvadratická funkce @063 5. Kvadratická funkce Kvadratickou funkci také znáte ze základní školy, i když jen v té nejjednodušší podobě. Definice: Kvadratická funkce je dána předpisem f: y = ax 2 + bx + c, kde a, b, c R, a

Více

h n i s k o v v z d á l e n o s t s p o j n ý c h č o č e k

h n i s k o v v z d á l e n o s t s p o j n ý c h č o č e k h n i s k o v v z d á l e n o s t s p o j n ý c h č o č e k Ú k o l : P o t ř e b : Změřit ohniskové vzdálenosti spojných čoček různými metodami. Viz seznam v deskách u úloh na pracovním stole. Obecná

Více

2 Zpracování naměřených dat. 2.1 Gaussův zákon chyb. 2.2 Náhodná veličina a její rozdělení

2 Zpracování naměřených dat. 2.1 Gaussův zákon chyb. 2.2 Náhodná veličina a její rozdělení 2 Zpracování naměřených dat Důležitou součástí každé experimentální práce je statistické zpracování naměřených dat. V této krátké kapitole se budeme věnovat určení intervalů spolehlivosti získaných výsledků

Více

Využití programu MS Excel při výuce vlastností kvadratické funkce

Využití programu MS Excel při výuce vlastností kvadratické funkce Využití programu MS Excel při výuce vlastností kvadratické funkce Martin Mikuláš Tabulkové kalkulátory lze ve škole velmi dobře využít při výuce matematiky. Lze v nich totiž snadno naprogramovat aplikace,

Více

Příklady z hydrostatiky

Příklady z hydrostatiky Příklady z hydrostatiky Poznámka: Při řešení příkladů jsou zaokrouhlovány pouze dílčí a celkové výsledky úloh. Celý vlastní výpočet všech úloh je řešen bez zaokrouhlování dílčích výsledků. Za gravitační

Více

Otázky z optiky. Fyzika 4. ročník. Základní vlastnosti, lom, odraz, index lomu

Otázky z optiky. Fyzika 4. ročník. Základní vlastnosti, lom, odraz, index lomu Otázky z optiky Základní vlastnosti, lom, odraz, index lomu ) o je světlo z fyzikálního hlediska? Jaké vlnové délky přísluší viditelnému záření? - elektromagnetické záření (viditelné záření) o vlnové délce

Více

2. Numerické výpočty. 1. Numerická derivace funkce

2. Numerické výpočty. 1. Numerická derivace funkce 2. Numerické výpočty Excel je poměrně pohodlný nástroj na provádění různých numerických výpočtů. V příkladu si ukážeme možnosti výpočtu a zobrazení diferenciálních charakteristik analytické funkce, přičemž

Více

Ideální plyn. Stavová rovnice Děje v ideálním plynu Práce plynu, Kruhový děj, Tepelné motory

Ideální plyn. Stavová rovnice Děje v ideálním plynu Práce plynu, Kruhový děj, Tepelné motory Struktura a vlastnosti plynů Ideální plyn Vlastnosti ideálního plynu: Ideální plyn Stavová rovnice Děje v ideálním plynu Práce plynu, Kruhový děj, epelné motory rozměry molekul jsou ve srovnání se střední

Více

KINEMATIKA I FYZIKÁLNÍ VELIČINY A JEDNOTKY

KINEMATIKA I FYZIKÁLNÍ VELIČINY A JEDNOTKY Předmět: Ročník: Vytvořil: Datum: FYZIKA PRVNÍ MGR. JÜTTNEROVÁ 24. 7. 212 Název zpracovaného celku: KINEMATIKA I FYZIKÁLNÍ VELIČINY A JEDNOTKY Fyzikální veličiny popisují vlastnosti, stavy a změny hmotných

Více

analytické geometrie v prostoru s počátkem 18. stol.

analytické geometrie v prostoru s počátkem 18. stol. 4.. Funkce více proměnných, definice, vlastnosti Funkce více proměnných Funkce více proměnných se v matematice začal používat v rámci rozvoje analtické geometrie v prostoru s počátkem 8. stol. I v sami

Více

pracovní list studenta

pracovní list studenta Výstup RVP: Klíčová slova: pracovní list studenta Dynamika Vojtěch Beneš žák měří vybrané veličiny vhodnými metodami, zpracuje a vyhodnotí výsledky měření, určí v konkrétních situacích síly působící na

Více

3. Kmitočtové charakteristiky

3. Kmitočtové charakteristiky 3. Kmitočtové charakteristiky Po základním seznámení s programem ATP a jeho preprocesorem ATPDraw následuje využití jednotlivých prvků v jednoduchých obvodech. Jednotlivé příklady obvodů jsou uzpůsobeny

Více

FYZIKA. Newtonovy zákony. 7. ročník

FYZIKA. Newtonovy zákony. 7. ročník FYZIKA Newtonovy zákony 7. ročník říjen 2013 Autor: Mgr. Dana Kaprálová Zpracováno v rámci projektu Krok za krokem na ZŠ Želatovská ve 21. století registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.3443 Projekt

Více