מעבר לתוכן

פיסיקה 1מ, תנועה במערכות מסתובבות


ohad

הודעות מומלצות

http://i.imm.io/14jOr.png

(הבעיה היא דו מימדית)

 

סעיף 1 קל.

 

לגבי סעיף 2:

ניתנה הדרכה להציג את המיקום בקוארדינטות פולאריות ולגזור לפי הזמן.

 

לא הבנתי האם התכוונו שהמערכת הפולארית עצמה מסתובבת או שהיא יציבה,

נראה לי שהיא אמורה להסתובב אבל אז שוב חוזרת השאלה באיזה מהירות זוויתית?

 

חוץ מזה המהירות הזוויותית שמבוקשת תלויה בזמן (ואינה קבועה) נכון?

כי המהירות המשיקית קבועה אבל הרדיוס כל הזמן גדל (כך שהמהירות הזוויתית קטנה).

 

תודה רבה!

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

למה נראה לך שהמערכת הפולרית צריכה להיות מערכת מסתובבת?

:scratch:

איפה מוגדרת לך מהירות סיבוב פה בכלל? רק התנועה של הנמלה מזכירה סיבוב כלשהוא, אבל אם תגדיר מערכת זויתית שמסתובבת יחד עם הנמלה המהירות הזוויתית המבוקשת תהיה אפס...

נערך בתאריך - על-ידי אודי
קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

כי אם היא לא מסתובבת מה זה מועיל לי שהיא פולארית? הרי המהירות המשיקית כל הזמן משנה כיוון, אם המערכת היתה מסתובבת הייתי יכול להגיד שיש מהירות V בכיוון http://www.codecogs.com/gif.latex?%5Chat%5Ctheta ומהירות רדיאלית בכיוון http://www.codecogs.com/gif.latex?%5Chat%7Br%7D אבל זה באמת לא מועיל לי...

אז אם איזו משוואה אני יכול להתחיל?

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

אם המערכת היתה מסתובבת הייתי יכול להגיד שיש מהירות V בכיוון http://www.codecogs.com/gif.latex?%5Chat%5Ctheta ומהירות רדיאלית בכיוון http://www.codecogs.com/gif.latex?%5Chat%7Br%7D אבל זה באמת לא מועיל לי...

- אבל זה נכון גם אם המערכת הפולרית לא מסתובבת. למהירות המשיקית V אין רכיב בכיוון r אם המערכת לא מסתובבת.

 

- אתה לא צריך משוואה. אתה צריך כאמור לבטא את המיקום בקוארדינטות פולריות ולגזור את הרכיב הזוויתי.

נערך בתאריך - על-ידי אודי
קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

נראה לי שיש לי פה חוסר הבנה בסיסי כלשהו :dontknow:

 

למהירות המשיקית אמור להית רכיב בכיוון r כי הנמלה מסתובבת לא? (נניח בשלב ראשון היא מזרחה אז אח"כ היא גם קצת דרומה...)

קוארדינטות פולאריות הכוונה בכיווני  http://www.codecogs.com/gif.latex?%5Chat%5Ctheta%20%5C%C2%A0%20%5Chat%7Br%7D  או במרחק וזווית שאותם אפשר אח"כ להמיר?

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

לנמלה יש מהירות בכיוון רדיאלי, שהיא בדיוק מהירות ההתנפחות של הכדור. אבל המהירות V היא בכיוון המשיקי. הכיוון המשיקי לא משתנה בגלל ההתנפחות של הבלון מסימטריה כדורית. הוא נשאר בכיוון תטא.

נערך בתאריך - על-ידי אודי
קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

לגבי הדרך לפתרון, זה מה שנראה לי:

 

אורך הקשת שהנמלה עוברת מקיים:

 

http://www.codecogs.com/gif.latex?s=R%5Ctheta=Vt

ולכן:

http://www.codecogs.com/gif.latex?%5Cfrac%7Bds%7D%7Bdt%7D=V=R%5Cfrac%7Bd%5Ctheta%7D%7Bdt%7D+%5Ctheta%5Cfrac%7BdR%7D%7Bdt%7D=R%5Comega+%5Cdot%7BR%7D%5Ctheta

 

מכאן אפשר לחלץ את המהירות הזוויתית ולחשב אותה כפונקציה של הקבועים.

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

הוא לא משתנה מההתנפחות של הכדור, אבל הוא כן משתנה מהתזוזה של הנמלה, לא?

לא, התזוזה של הנמלה לא משנה את מערכת הצירים.

מהירות על פני הבלון היא מהירות בכיוון המשיקי שהוא כיוון תטא. זה אותו הדבר.

V נשארת בכיוון המשיקי/תטא לאורך כל התנועה. רק אם היה ניפוח לא אחיד של הבלון (או בלון לא כדורי) הפירוק לרכיבים היה משתנה.

נערך בתאריך - על-ידי אודי
קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

http://www.codecogs.com/gif.latex?%5Cdot%7BR%7D זה בעצם http://www.codecogs.com/gif.latex?V_0 נכון? כי זה השינוי ברדיוס?

בכל מקרה, עדיין לא הבנתי למה הכיוון לא משתנה אם מערכת הצירים קבועה,

הרי הנמלה מסתובבת, בהתחלה המהירות שלה בכיוון אחד ואחרי חצי סיבוב למשל המהירות שלה בכיוון ההפוך...

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

- כן.

 

- כדי להבין, צייר מעגל, וצייר חצים קטנים משיקים לאורך ההקף שלו (שמתארים את הכיוון המשיקי בכל נקודה). החצים צריכים להתחבר ראש-זנב כדי שההגדרה תצא קונסיסטנטית.

  ...תראה שאחרי שהתקדמת חצי מעגל החצים מצביעים בדיוק בכיוון הפוך מזה שאליו הצביעו בתחילת הדרך.

 

זה לא אומר שהם כבר לא בכיוון המשיקי, אלא שהגדרת הכיוון המשיקי תלויה במיקום היחסי על המעגל.

 

מערכת צירים פולרית מוגדרת כך שהכיוונים של הצירים לא אבסולוטים ובלתי משתנים בכל המרחב (כמו במערכת קרטזית) אלא הם תלויים בנקודה הספציפית על המעגל שבה אתה נמצא.

 

זה נכון באותה מידה לכיוון הרדיאלי - כשאתה נמצא בראש הכדור, הכיוון הרדיאלי מצביע כלפי מעלה; כשאתה נמצא בתחתית הכדור, הכיוון הרדיאלי מצביע כלפי מטה.

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

זו הנקודה שממנה התחלתי לשאול,
המערכת הפולארית בעצם כן מסתובבת יחד עם הנמלה כתלות בזמן,
לכן למשל יש נגזרות לפי t ל http://www.codecogs.com/gif.latex?%5Chat%5Ctheta ו http://www.codecogs.com/gif.latex?%20%5Chat%7Br%7D .

בתשובה שלך "התעלמת" מהכיוונים, ולכן זה מפשט את הבעייה הזו.

מלבד זאת R (וגם http://www.codecogs.com/gif.latex?%20%5Ctheta ?) תלוי בזמן ולכן גם המהירות הזוויתית תצא תלויה בזמן, נכון?

תודה רבה! :notworthy:

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

- אבל זה לא סיבוב של המערכת כתלות בזמן. זו תלות של כיווני הצירים במיקום במרחב. בזמן הכיוונים האלו נשארים סטטיים בכל נקודה במרחב, הם לא משתנים בה.

  אם תבדוק מהו כיוון הוקטור R כובע ותטא כובע בראש המעגל הם לא ישתנו כפונקציה של הזמן.

 

- במערכת פולרית מסתובבת הזוית תטא לא הייתה זהה להגדרתה במערכת הנייחת והיה יורד ממנה ערך של http://www.codecogs.com/gif.latex?%20%5COmega%20t כאשר פה אומגה היא מהירות הסיבוב של המערכת והיא לא קשורה בכלל לתנועת הנמלה. המערכת הפולרית שאנחנו דנים בה לא מסתובבת.

- לא התעלמתי מהכיוונים, התחשבתי בהם.

 

- R ותטא תלויים בזמן ולכן גם המהירות הזוויתית.

נערך בתאריך - על-ידי אודי
קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

טוב, עשיתי חזרה על המשמעות של קוא' פולאריות ואני חושב שאני מבין יותר טוב את העניין.

פתרתי בדרך קצת שונה אבל מגיעים לאותה תשובה כך שזה סימן טוב:

http://i.imm.io/14nfP.png

עכשיו מבקשים למצוא את הזווית כפונקציה של הזמן, האם זה פשוט להכפיל את המשוואה שהתקבלה ב t ?

תמיד http://www.codecogs.com/gif.latex?%5Comega%20%5Ccdot%20t%20=%20%5Ctheta?

 

בנוסף בתשובה של כתבת ש http://www.codecogs.com/gif.latex?s%20=%20R%20%5Ctheta, זה נכון גם כש R משתנה? זה כבר לא חישוב גיאומטרי פשוט לא?

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

- זה עדיין נכון כי R ותטא הן פונקציות של הזמן. בכל רגע נתון אורך הקשת שהנמלה עברה מ-t=0 הוא מכפלה של שניהם. זה קשר גאומטרי שמתקיים במעגל בכל שלב.

 

- זו לא אותה תשובה שאני הגעתי אליה. אצלי היה אבר נוסף במונה. במיקום של הנמלה שלך חסר איבר משיקי בכיוון תטא (http://www.codecogs.com/gif.latex?Vt%5Chat%7B%5Ctheta%7D) - המיקום שכתבת וגזרת מתאים לנמלה שעומדת במקום...

 

- אם אומגה היא פונקציה של הזמן ולא קבועה אז תטא היא לא מכפלה שלה ב-t אלא אינטגרל שלה ב-t.

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

- זו לא אותה תשובה שאני הגעתי אליה.

 

למה? אתה הגעת ל

http://www.codecogs.com/gif.latex?V=R_0%20%5Comega%20+%20V_0%20%5Ctheta%20=%20R_0%20%5Comega%20+%20V_0%20%5Comega%20t

או שההצבות שלי לא נכונות?

 

 

במיקום של הנמלה שלך חסר איבר משיקי בכיוון תטא

למה? המיקום הוא תמיד על ציר r במערכת פולארית לא? יש רק מהירות בכיוון תטא (והיא אכן מופיעה בגזירה)...

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

נראה לי שאני מתחיל להבין את מקור הבלבול. הדרך שלי אכן לא קונסיסטנטית עם ההגדרה המסורתית של קואורדינטות פולריות ועם הגזירה שבצעת. אני עשיתי משהו אחר.  אבל התוצאה עדיין אמורה להיות זהה.

הצבת http://www.codecogs.com/gif.latex?%5Ctheta=%5Comega%20t וזה לא נכון, כאמור, כי אומגה תלויה בזמן ולכן תטא היא אינטגרל שלה, לא מכפלה בזמן. הצבתי Vt/R במקום.

נערך בתאריך - על-ידי אודי
קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

טוב, לא ברור לי מה לא בסדר בדרך שלי עדיין, אבל הדרך שלך אמורה לעבוד. רק תעשה אינטגרל על המהירות הזוויתית במקום להכפיל אותה בתטא.

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

לפחות אני לא ממש עוור :think:

ה R ב Vt/R הוא לא R0 אלא R שתלוי בזמן? כלומר זה בעצם VT / R0+V0t ?

 

לגבי השיטה שלי, המיקום לא תמיד בכיוון http://www.codecogs.com/gif.latex?%5Chat%7Br%7D ? זה הרעיון במערכת הפולארית לא?

ככה אני מבין מהתרגול פה

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

אתה צודק כשההגדרה היא בנוטציה הוקטורית שלך. עשיתי משהו אחר ולא קשור למה שבקשו. מצטער שבלבלתי

8-[ 

לגבי R אצלי, זה R התלוי בזמן.

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

נראה לי שמצאתי את הטעות בדרך שלי:

http://www.codecogs.com/gif.latex?s=R%5Ctheta=Vt

...השוויון הראשון אכן מתקיים גם כשהבלון מתנפח, השני לא. כשהבלון מתנפח הקשת Vt מקבלת תוספת שלא חשבתי. הנמלה לא זזה אחורה, להפך, היא מועפת קדימה במסלול.

בכל מקרה, הדרך שלך היא מה שבקשו ולכן קרוב לודאי שהתשובה נכונה.

...אתה יכול להוריד את ה-best answer מזה

:confused:

 

והאינטגרל ההוא פשוט, זה ln.

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

הצטרפות לשיח

באפשרותך לשלוח הודעה כעת ולהירשם מאוחר יותר. אם ברשותך חשבון, ניתן להתחבר עכשיו לשליחת הודעה דרך חשבונך.
הערה: הודעתך דרושה לאישור הנהלה לפני הצגתה.

אורח
הוספת תגובה

×   הדבקה כטקסט עשיר.   הדבקה כטקסט רגיל במקום

  מאושרים אך ורק 75 סמייקונים.

×   הקישור שלך מוצמד אוטומטית.   הצגה כקישור במקום

×   תוכן הקודם שלכם שוחזר.   ניקוי עורך

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

טוען...
×
×
  • יצירת חדש...