1.1.23 Pohyb v prostoru, souřadnice



Podobné dokumenty
Asymptoty grafu funkce

Grafické řešení soustav lineárních rovnic a nerovnic

2.1. Pojem funkce a její vlastnosti. Reálná funkce f jedné reálné proměnné x je taková

2.6.4 Lineární lomené funkce s absolutní hodnotou

Rostislav Horčík. 13. října 2006

Lineární algebra. Vektorové prostory

(k 1)x k + 1. pro k 1 a x = 0 pro k = 1.

Gymnázium, Praha 10, Voděradská 2 Projekt OBZORY

Výrazy lze též zavést v nečíselných oborech, pak konstanty označuji jeden určitý prvek a obor proměnné není množina čísel.

Numerická integrace. 6. listopadu 2012

( x ) 2 ( ) Další úlohy s kvadratickými funkcemi. Předpoklady: 2501, 2502

5.1.2 Volné rovnoběžné promítání

UŽITÍ DERIVACÍ, PRŮBĚH FUNKCE

2.8.8 Kvadratické nerovnice s parametrem

Druhá mocnina. Druhá odmocnina Druhá odmocnina. Předpoklady: V této hodině jsou kalkulačky zakázány.

ZÁPISKY Z ANALYTICKÉ GEOMETRIE 1 SOUŘADNICE, BODY

Goniometrie trigonometrie

M-10. AU = astronomická jednotka = vzdálenost Země-Slunce = přibližně 150 mil. km. V následující tabulce je závislost doby

MS Word 2007 REVIZE DOKUMENTU A KOMENTÁŘE

Rovnice s neznámou pod odmocninou I

Definice z = f(x,y) vázané podmínkou g(x,y) = 0 jsou z geometrického hlediska lokálními extrémy prostorové křivky k, Obr Obr. 6.2.

Jan Březina. Technical University of Liberec. 17. března 2015

Autodesk Inventor 8 vysunutí

7. Silně zakřivený prut

( ) ( ) Sčítání vektorů. Předpoklady: 7201

1) Vypočítej A) 32 B) 44 C) 48 D) 56. 2) Urči číslo, které se skrývá za A ve výpočtu: 8 5 A) 12 B) 13 C) 14 D) 15

Vítězslav Bártl. prosinec 2013

ÚVOD DO HRY PRINCIP HRY

souřadné systémy geometrické určení polohy pevně spojené se vztažným tělesem

Ozobot aktivita lov velikonočních vajíček

Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1. Podpora digitalizace a využití ICT na SPŠ CZ.1.07/1.5.00/34.

( ) ( ) Podmíněné pravděpodobnosti I. Předpoklady: 9207

3.2.4 Podobnost trojúhelníků II

Matematika pro 9. ročník základní školy

pracovní list studenta

Funkce Vypracovala: Mgr. Zuzana Kopečková

3.5.8 Otočení. Předpoklady: 3506

Střední průmyslová škola strojnická Olomouc, tř.17. listopadu 49

Business Contact Manager Správa kontaktů pro tisk štítků

5.2.3 Kolmost přímek a rovin I

Kótování na strojnických výkresech 1.část

Laserové skenování principy

Příručka pro práci s dataloggerem Labquest 2. Zapínání a domácí obrazovka

MODEL MOSTU. Ing.Jiřina Strnadová. Evropský sociální fond Praha a EU Investujeme do vaší budoucnosti. Předmět:Fyzika

Moderní technologie ve studiu aplikované fyziky CZ.1.07/2.2.00/ Reálná čísla

1 Měření kapacity kondenzátorů

1.2.5 Reálná čísla I. Předpoklady:

Mezní kalibry. Druhy kalibrů podle přesnosti: - dílenské kalibry - používají ve výrobě, - porovnávací kalibry - pro kontrolu dílenských kalibrů.

Návrh rozměrů plošného základu

1.9.5 Středově souměrné útvary

Zobrazení v rovině je předpis, který každému bodu X roviny připisuje právě jeden bod X roviny. Bod X se nazývá vzor, bod X se nazývá obraz.

Fyzikální praktikum 3 - úloha 7

ZADÁNÍ: ÚVOD: SCHÉMA:

Novinky v programu Majetek 2.06

Habermaaß-hra 5657A /4796N. Maják v obležení

Aplikované úlohy Solid Edge. SPŠSE a VOŠ Liberec. Ing. Jana Kalinová [ÚLOHA 01 ÚVOD DO PROSTŘEDÍ OBJEMOVÁ SOUČÁST; PŘÍKAZ SKICA A JEJÍ VAZBENÍ]

Změnu DPH na kartách a v ceníku prací lze provést i v jednotlivých modulech.

3. Slimák lezl na strom 10m vysoký. Přes den vylezl 4m ale v noci vždycky sklouzl o 3m. Za kolik dní dosáhl vrcholu stromu?

Montáž plastového okapového systému Gamrat

2.8.9 Parametrické rovnice a nerovnice s absolutní hodnotou

ZPRÁVA o stavebně technickém průzkumu železobetonové konstrukce v areálu Kolejí 17. listopadu UK, Pátkova ul., Praha 8 - Libeň

( ) Slovní úlohy o společné práci I. Předpoklady: Sepiš postup na řešení příkladů o společné práci.

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

VY_62_INOVACE_VK53. Datum (období), ve kterém byl VM vytvořen Květen 2012 Ročník, pro který je VM určen

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

DMX512 PC Control Stručný návod k použití programu Verze 1.0 Copyright 2007 Dokumentace: Ing. Jaroslav Nušl

Posouzení únosnosti svaru se provádí podle zásad pružnosti a pevnosti v nebezpečném průřezu.

4.5.1 Magnety, magnetické pole

1) Určete ohniskové vzdálenosti čoček, jsou-li jejich optické mohutnosti 2 D, 16 D, - 4 D, - 12 D.

c sin Příklad 2 : v trojúhelníku ABC platí : a = 11,6 dm, c = 9 dm, α = Vypočtěte stranu b a zbývající úhly.

Vyučovací předmět / ročník: Matematika / 5. Učivo

Název: VY_32_INOVACE_PG3307 Vytváření objektů z křivek pomocí Extrude a Lathe

( ) Kreslení grafů funkcí metodou dělení definičního oboru I. Předpoklady: 2401, 2208

MAGNETICKÉ A ZEMĚPISNÉ PÓLY ZEMĚ

Novinky verze ArCon 14 Small Business

Matematický model kamery v afinním prostoru

SYLABUS PŘEDNÁŠKY 6b Z INŽENÝRSKÉ GEODÉZIE (Polohové vytyčování) 4. ročník bakalářského studia studijní program G studijní obor G

Výsledky zpracujte do tabulek a grafů; v pracovní oblasti si zvolte bod a v tomto bodě vypočítejte diferenciální odpor.

Slovní úlohy vedoucí na lineární rovnice I

1 Zadání konstrukce. Výška stěny nad terénem (horní líc) h= 3,5 m Sedlová střecha, sklon 45, hřeben ve směru delší stěny

Pokusy s kolem na hřídeli (experimenty s výpočty)

Analytická geometrie ( lekce)

PALETOVÉ REGÁLY SUPERBUILD NÁVOD NA MONTÁŽ

Poruchy modul pro rychlé hlášení poruch z provozu.

VÝZNAMOVÉ POMĚRY MEZI VH

B Kvantitativní test. Semestrální práce TUR. Novotný Michal

Teleskopie díl pátý (Triedr v astronomii)

MATERIÁL NA JEDNÁNÍ Zastupitelstva města Doksy

INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ. Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám. Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.

6. přednáška z předmětu GIS1 Souřadnicové systémy a transformace mezi nimi

Hra a hry. Václav Vopravil. Teorie kombinatorických her se zabývá abstraktními hrami dvou hráčů. Hra je definována R },

Poměry a úměrnosti I

7. Stropní chlazení, Sálavé panely a pasy - 1. část

Gymnázium Christiana Dopplera, Zborovská 45, Praha 5. ROČNÍKOVÁ PRÁCE Teoretické řešení střech

1.2.7 Druhá odmocnina

Jednofázový alternátor

Nerovnice s absolutní hodnotou

NUMEROLOGIE CO JE NUMEROSKOP

Účetní případ MD D DOTACE OD ZŘIZOVATELE. Neinvestiční dotace (1/12, čtvrtletní platby, mimořádné platby) předpis x úhrada

2.7.2 Mocninné funkce se záporným celým mocnitelem

Transkript:

1.1.23 Pohb v prostoru, souřadnice Předpoklad: 1103 Vrátíme se téměř na začátek. Při měření pohbu šneka, jsme získali následující údaje: Protože jsme si nechtěli komplikovat situaci úplně za začátku fzik, nahradili jsme obrázek, jiným: 9 Start 16 8 5 12 6 17 17 7 11 6 Cíl Z tohoto obrázku jsme opsali pouze vzdálenosti mezi jednotlivými křížk a na tvar trajektorie, po které se šnek pohboval jsme úplně zapomněli. Jediné, co z celého pohbu zůstalo, bl údaje o vzdálenostech, které šnek ulezl mezi jednotlivými měřeními. Zda zrovna lezl rovně nebo zatáček, jsme se z tabulk nedozvěděli. Tento přístup dobře odpovídá tomu, jak k pohbu přistupujeme pří jízdě autem, vlakem nebo chůzi pěšk. Nestaráme se o to, kde a jak přesně silnice nebo kolej zatáčí, záleží nám jakou máme před sebou vzdálenost a jak rchle se budeme pohbovat. Směr nás nezajímá, předpokládáme, že cesta nás dovede do cíle. V realitě není situace vžd tak jednoduchá. Třeba v krasobruslení nezáleží pouze na tom, kolik metrů závodník najezdí, ale musí se při tom všem vhnout mantinelům a kdž se odráží ke skoku, musí mít poměrně dobře podchcené, na kterém místě se zrovna nachází. U letadel a námořních lodí je pak přesná poloha otázkou života a smrti. Stejně tak nejde pouze o uraženou vzdálenost při odstřelování nebo odpalování raket. 1

Př. 1: Na obrázku je zvětšená část milimetrového papíru s prvními šesti polohami šneka. Najdi sstém, jak v číselné podobě uchovat veškerou informaci, která je na papíře zachcena (informace musí být taková, ab podle získaných čísel blo možné zakreslit křížk na prázdný milimetrový papír a získat tím původní obrázek. (4) (5) (6) (3) (2) (1) Nejde o nic nového. Metodu známe z kreslení grafů (tam také pomocí čísel zakreslujeme bod na milimetrový papír tak, že ze stejných čísel získají všichni stejný obrázek). Př. 2: Zapiš souřadnice prvních šesti poloh šneka vzhledem k vznačeným souřadnicím. Kd bl šnek nejblíže bodu, který je v této soustavě souřadnic dán souřadnicemi [ 8;18 ]? (4) (5) (6) (3) (2) (1) poloha č. 1 2 3 4 5 6 19;24,5, [ mm ] [ 5;0 ] [ 2;5 ] [ 4;16 ] [ 9;20 ] [ 13;24 ] [ ] Nejblíže k bodu [ 8;18 ] bl šnek v kolem 15 sekund. 2

Souřadnice si můžeme zvolit i jinak: Př. 3: Zapiš souřadnice prvních šesti poloh šneka vzhledem k další soustavě souřadnic dané osami ' a '. Zapiš rovnicemi vztah mezi souřadnicemi určenými v předchozím a v tomto příkladu? (4) (5) (6) (3) (2) (1) poloha č. 1 2 3 4 5 6 5; 5 8;0 6;11 1;15 9;19,5, [ mm ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ 3;19 ] [ ] Souřadnice vzhledem k původním osám. poloha č. 1 2 3 4 5 6 19;24,5, [ mm ] [ 5;0 ] [ 2;5 ] [ 4;16 ] [ 9;20 ] [ 13;24 ] [ ] Rozdíl mezi souřadnicemi a (a také souřadnicemi a ) je stále stejný, platí: = 10 (jasné, osa se posunula o 10 m doprava) = 5 (jasné, osa se posunula o 5 m nahoru) Dvojice rovnic, kterou jsme pro dvojice souřadnic napsali, se nazývá transformační rovnice. Na všších úrovních fzik hrají transformační rovnice značnou roli, pro nás je nní důležité, že nezáleží na tom, v jaké soustavě souřadnic budeme pokus měřit, protože pomocí transformačních rovnic a počítače dokážeme naměřené hodnot snadno přepočítat do libovolné jiné soustav souřadnic. Co vlastně znamenají čísla v tabulce? Jde o dráh, které musíme ujít ve směru (nebo u záporných hodnot proti směru) souřadných, pokud se chceme dostat z počátku (místo, kde se os kříží) do zaznamenávaného bodu. Ke každému místu v rovině eistuje právě jedna uspořádaná dvojice čísel, s jejíž pomocí k tomuto místu můžeme dojít ze zvoleného počátku ve směrech dvou zvolených navzájem kolmých os. Této uspořádané dvojici čísel říkáme kartézské souřadnice. 3

Dvě souřadnice nám vstačí, kdž budeme chtít sledovat pohb na ploše. Kdb se šnek naučil létat, papír b nám na zachcení jeho pohbu nestačil a dvě souřadnice také. Museli bchom zavést i třetí souřadnici, která b odpovídala třetímu směru kolmému na předchozí dva. Př. 4: Ve třídě je zaveden kartézský souřadný sstém s počátkem dole v rohu tříd u tabule u okna. Osa směřuje podél oken k zadním lavicím, osa ke dveřím a osa z nahoru. Urči přibližné souřadnice následujících bodů: a) poutko ručníku u umvadla b) klika u dveří c) nos studenta sedícího v poslední lavici uprostřed na místě u dveří d) horní levý roh (při pohledu ze tříd) okna nejvzdálenějšího od katedr a) poutko ručníku u umvadla [ 0;4;1,3 ] b) klika u dveří [ 3;7;1, 2 ] c) nos studenta sedícího v poslední lavici uprostřed na místě u dveří [ 8;4;1,3 ] d) horní levý roh (při pohledu ze tříd) okna nejvzdálenějšího od katedr [ 8;0;3 ] Pedagogická poznámka: Hodnot souřadnic jsou v každé třídě samozřejmě jiné, ale uvedené bod b mělo být možné najít v každé třídě. Po zadání příkladu si nejprve řekneme rozměr tříd (studenti mají často velmi špatný odhad). Než zkontrolujeme první bod, ukážeme si soustavu souřadnic. Po malé pauze pak kontrolujeme jednotlivé bod postupně, vžd si ukazujeme odpovídající vzdálenosti a před dalším bodem necháváme malý čas v případě, že někdo ze studentů neměl předchozí bod v pořádku. Př. 5: Najdi bod určené v předchozí soustavě souřadnic souřadnicemi: 10; 4; 2 a) [ 3;2;1 ] b) [ 0;4;0 ] c) [ ] Výsledk platné v učebně fzika1 v gmnáziu ve Strakonicích: 3;2;1 - nos člověka sedícího v první lavici u okna a) [ ] b) [ 0;4;0 ] - podlaha pod ručníkem c) [ 10; 4; 2] - něco v laboratoři chemie 4

Př. 6: Najdi souřadnice bodů vznačených na obrázku: D F A 4m E 3m 3m B 3m 3m C G A [ 2;3;3], B [ 4;0;0], C [ 4;3;0], D[ 2; 2;4], E [ 3;0;0], F [ 0;0;3], G[ 2;3; 2] Pedagogická poznámka: Velká většina studentů nemá s předchozím příkladem problém, ale vžd se objeví několik studentů, kteří to v obrázku prostě nevidí a potřebují konzultaci po hodině. Není nutné používat pro zachcení pohbu vžd kompletní sadu všech souřadnic. Každá další souřadnice přináší nemalé komplikace při výpočtech. Například při pohbu zachceném na následujícím milimetrovém papíře není rozumné používat nakreslenou soustavu souřadnic. Daleko výhodnější je souřadnice otočit tak, ab blo potřeba sledovat pouze jednu jedinou souřadnici. 5

Př. 7: Navrhni volbu vhodné soustav souřadnic pro následující pokus: a) kolmý pád kamene z věže b) pohb káči na lavici c) kývání kvadla hodin d) jízda auta na dálkové ovládání po podlaze dětského pokoje e) pohb prcka na kolotoči f) pohb letadla při letecké akrobacii g) jízda vlaku po vodorovné zkušební trati h) pohb po nakloněné rovině i) pohb po nakloněné a vodorovné rovině a) kolmý pád kamene z věže Počátek bude v místě odkud kámen padá (na vrcholu věže), osa z bude svisle vzhůru (pak budou všechn naměřené hodnot záporné). Osa z může také směřovat kolmo dolů (pak budou naměřené hodnot kladné). b) pohb káči na lavici Potřebujeme pouze dvě souřadnice. Počátek umístíme na roh lavice, os a budou rovnoběžné s hranami lavice. c) kývání kvadla hodin Potřebuju zase dvě souřadnice. Počátek bude v místě, kde b blo kvadlo, kdb se nekývalo. Osa z je svislá, osa (nebo osa ) bude ve směru, ve kterém kývá kvadlo. Počátek bsme mohli dát i do místa, kde je kvadlo připevněno a kolem kterého se kývá. d) jízda auta na dálkové ovládání po podlaze dětského pokoje Svislou osu z nebudeme měřit. Os a položíme podél hran místnosti, počátek necháme v rohu místnosti, nebo v místě, odkud auto startovalo. Jsou potřeba dvě souřadnice. e) pohb prcka na kolotoči Pokud nebudeme brát v úvahu, že sedačka po roztočení kolotoče trochu stoupne, tak ušetříme svislou osu z. Počátek bude v ose kolotoče, ve výšce, kde se sedačka točí, os a necháme normálně vodorovné. Pokud bereme v úvahu stoupnutí sedačk, necháme počátek ve výšce v které bl prcek dokud bl v klidu. Ostatní se nemění. 6

Podle toho, jestli bude podstatné stoupnutí sedačk, budu potřebovat buď dvě nebo všechn tři souřadnice. f) pohb letadla při letecké akrobacii Počátek si necháme někde na zemi, os a budou vodorovné a osa z bude kolmá. Budou potřeba všechn tři souřadnice. g) jízda vlaku po vodorovné zkušební trati. Bude stačit jedna souřadnice, osu zorientujeme ve směru kolejí, ostatní souřadnice nebudou třeba. h) pohb po nakloněné rovině Os a položíme do nakloněné rovin, pokud se bude předmět pohbovat po přímce natočíme do směru pohbu. Tak nám zbude pouze jedna souřadnice, jinak budeme muset používat dvě. Osu z takhle ušetříme určitě. i) pohb po nakloněné a vodorovné rovině Použijeme osu ve směru pohbu po vodorovné rovině a svislou osu z. Shrnutí: Pokud chceme zachtit polohu předmětu, používáme kartézské soustav souřadnic, které známe z matematik. Počátek a směr os si můžeme volit libovolně, naměřené hodnot můžeme přepočítat. 7