Két naszád legkisebb távolsága. Az [ 1 ] gyűjteményben találtuk az alábbi feladatot és egy megoldását: 1. ábra.

Hasonló dokumentumok
Egy kinematikai feladathoz

Az elliptikus hengerre írt csavarvonalról

Egy mozgástani feladat

Ellipszis vezérgörbéjű ferde kúp felszínének meghatározásához

Lövés csúzlival. Egy csúzli k merevségű gumival készült. Adjuk meg az ebből kilőtt m tömegű lövedék sebességét, ha a csúzlit L - re húztuk ki!

Érdekes geometriai számítások 10.

Forogj! Az [ 1 ] munkában találtunk egy feladatot, ami beindította a HD - készítési folyamatokat. Eredményei alább olvashatók. 1.

Egy nyíllövéses feladat

A felcsapódó kavicsról. Az interneten találtuk az alábbi, a hajítás témakörébe tartozó érdekes feladatot 1. ábra.

Egy másik érdekes feladat. A feladat

Ellipszis átszelése. 1. ábra

Aszimmetrikus nyeregtető ~ feladat 2.

A csavarvonal axonometrikus képéről

Két körhenger általánosabban ( Alkalmazzuk a vektoralgebrát! ) 1. ábra

Az egyenes ellipszishenger ferde síkmetszeteiről

Poncelet egy tételéről

Egy gyakorlati szélsőérték - feladat. 1. ábra forrása: [ 1 ]

Fa rudak forgatása II.

Vonatablakon át. A szabadvezeték alakjának leírása. 1. ábra

Felső végükön egymásra támaszkodó szarugerendák egyensúlya

A loxodrómáról. Előző írásunkban melynek címe: A Gudermann - függvényről szó esett a Mercator - vetületről,illetve az ezen alapuló térképről 1. ábra.

Fiók ferde betolása. A hűtőszekrényünk ajtajának és kihúzott fiókjának érintkezése ihlette az alábbi feladatot. Ehhez tekintsük az 1. ábrát!

Néhány véges trigonometriai összegről. Határozzuk meg az alábbi véges összegek értékét!, ( 1 ) ( 2 )

A gúla ~ projekthez 2. rész

Egy újabb térmértani feladat. Az [ 1 ] könyvben az interneten találtuk az alábbi érdekes feladatot is 1. ábra.

A ferde tartó megoszló terheléseiről

Egy érdekes statikai - geometriai feladat

Egy geometriai szélsőérték - feladat

Befordulás sarkon bútorral

Egy általánosabb súrlódásos alapfeladat

Kosárra dobás I. Egy érdekes feladattal találkoztunk [ 1 ] - ben, ahol ezt szerkesztéssel oldották meg. Most itt számítással oldjuk meg ugyanezt.

Végein függesztett rúd egyensúlyi helyzete. Az interneten találtuk az [ 1 ] munkát, benne az alábbi érdekes feladatot 1. ábra. Most erről lesz szó.

Rönk mozgatása rámpán kötelekkel

Rönk kiemelése a vízből

A csúszóvágásról, ill. - forgácsolásról

Ismét a fahengeres keresztmetszetű gerenda témájáról. 1. ábra forrása: [ 1 ]

Az eltérő hajlású szarufák és a taréjszelemen kapcsolatáról 1. rész. Eltérő keresztmetszet - magasságú szarufák esete

A lengőfűrészelésről

A Kepler - problémáról. Megint az interneten találtunk egy szép animációt 1. ábra, amin elgondolkoztunk: Ezt hogyan oldanánk meg? Most erről lesz szó.

Fénypont a falon Feladat

Egy kérdés: merre folyik le az esővíz az úttestről? Ezt a kérdést az után tettük fel magunknak, hogy megláttuk az 1. ábrát.

Már megint az esővíz lefolyásáról

Egy felszínszámítási feladat a tompaélű fagerendák témaköréből

Egy kinematikai feladat

Érdekes geometriai számítások Téma: A kardáncsukló kinematikai alapegyenletének levezetése gömbháromszögtani alapon

Henger és kúp metsződő tengelyekkel

Az elforgatott ellipszisbe írható legnagyobb területű téglalapról

1. ábra forrása: [ 1 ]

A szabályos sokszögek közelítő szerkesztéséhez

Vontatás III. A feladat

A kötélsúrlódás képletének egy általánosításáról

Keresztezett pálcák II.

A bifiláris felfüggesztésű rúd mozgásáról

Kerék gördüléséről. A feladat

t, u v. u v t A kúpra írt csavarvonalról I. rész

A merőleges axonometria néhány régi - új összefüggéséről

A hordófelület síkmetszeteiről

Egy kötélstatikai alapfeladat megoldása másként

w u R. x 2 x w w u 2 u y y l ; x d y r ; x 2 x d d y r ; l 2 r 2 2 x w 2 x d w 2 u 2 d 2 2 u y ; x w u y l ; l r 2 x w 2 x d R d 2 u y ;

Egy forgáskúp metszéséről. Egy forgáskúpot az 1. ábra szerint helyeztünk el egy ( OXYZ ) derékszögű koordináta - rendszerben.

Szabályos fahengeres keresztmetszet geometriai jellemzőinek meghatározása számítással

Az éjszakai rovarok repüléséről

Egy érdekes statikai feladat. Az interneten találtuk az [ 1 ] művet, benne az alábbi feladattal.

A kör és ellipszis csavarmozgása során keletkező felületekről

A konfokális és a nem - konfokális ellipszis - seregekről és ortogonális trajektóriáikról

A gúla ~ projekthez 1. rész

Egy sík és a koordinátasíkok metszésvonalainak meghatározása

A mandala - tetőről. Ehhez tekintsük az 1. ábrát is! θ = 360/n. 1. ábra [ 6 ].

A főtengelyproblémához

Ellipszissel kapcsolatos képletekről

Az R forgató mátrix [ 1 ] - beli képleteinek levezetése: I. rész

Kiegészítés a három erő egyensúlyához

Egymásra támaszkodó rudak

Ellipszis perspektivikus képe 2. rész

A tűzfalakkal lezárt nyeregtető feladatához

A visszacsapó kilincs működéséről

A középponti és a kerületi szögek összefüggéséről szaktanároknak

Ehhez tekintsük a 2. ábrát is! A födém és a fal síkját tekintsük egy - egy koordinátasíknak, így a létra tömegközéppontjának koordinátái: ( 2 )

A közönséges csavarvonal érintőjének képeiről

A Cassini - görbékről

MATEMATIKA HETI 5 ÓRA

Forgatónyomaték mérése I.

Csúcsívek rajzolása. Kezdjük egy általános csúcsív rajzolásával! Ehhez tekintsük az 1. ábrát!

Kisérettségi feladatsorok matematikából

Chasles tételéről. Előkészítés

Egy sajátos ábrázolási feladatról

A rúdcsiszológép működéséhez

A kettősbelű fatörzs keresztmetszeti rajzolatáról

Egy variátor - feladat. Az [ 1 ] feladatgyűjteményben találtuk az alábbi feladatot. Most ezt dolgozzuk fel. Ehhez tekintsük az 1. ábrát!

Egy általános helyzetű lekerekített sarkú téglalap paraméteres egyenletrendszere. Az egyenletek felírása

Egy újabb látószög - feladat

Egy érdekes nyeregtetőről

Síkbeli csuklós rúdnégyszög egyensúlya

Minimum követelmények matematika tantárgyból 11. évfolyamon

Rugalmas láncgörbe alapvető összefüggések és tudnivalók I. rész

Kocka perspektivikus ábrázolása. Bevezetés

A fák növekedésének egy modelljéről

A kerekes kútról. A kerekes kút régi víznyerő szerkezet; egy gyakori változata látható az 1. ábrán.

A rektellipszis csavarmozgása során keletkező felületről

Egy ismerős fizika - feladatról. Az interneten találtuk az [ 1 ] könyvet, benne egy ismerős fizika - feladattal 1. ábra.

Átírás:

1 Két naszád legkisebb távolsága Az [ 1 ] gyűjteményben találtuk az alábbi feladatot és egy megoldását: 1. ábra. 1. ábra A feladat Az A és B, egymástól l távolságra lévő kikötőből egyidejűleg indul két naszád; az A - beli v 1, a B - beli v 2 sebességgel. Az AB egyenessel az első naszád mozgásának iránya α, a másodiké β szöget zár be. Mekkora lesz a két naszád közötti legkisebb távolság? A megoldás Itt az 1. ábrán megadottól eltérő úton járunk. Ehhez tekintsük a 2. ábrát is! Itt azt szemlélhetjük, hogy az első naszád s 1, a második s 2 távolságra jutott el t idő alatt, miközben a köztük mérhető pillanatnyi távolság δ. A 2. ábra alapján, Pitagorász tételével: ( 1 ) ( 2 ) ( 3 )

2 2. ábra Továbbá az állandó nagyságú sebességek és az egyszerre indulás feltételeivel: így ( 2 ), ( 3 ) és ( 4 ) - gyel: Most ( 1 ), ( 5 ) és ( 6 ) - tal: ( 4 ) ( 5 ) ( 6 ) ( 7 ) Differenciáljuk a ( 7 ) kifejezést a t idő szerint! Ekkor: ( 8 ) a szélsőérték létezésének szükséges feltétele: ( 9 ) mivel általában ( 10 ) ezért ( 8 ), ( 9 ), ( 10 ) - ből: majd:

3 majd: ( 11 ) Most ( 7 ) és ( 11 ) - gyel a legrövidebb távolság négyzete: átalakítva: majd: egyszerűsítve: pozitív négyzetgyökvonással mivel : ( 12 ) Ezek szerint a két naszád az indulástól számított t 0 idő múlva kerül a legközelebb, azaz δ 0 távolságra egymástól, a ( 11 ) és ( 12 ) képletek szerint számíthatóan.

4 Megjegyzések: M1. Egy az ittenihez igen hasonló feladatot már megoldottunk / tanulmányoztunk, az Egy további mozgástani szélsőérték - feladat című korábbi dolgozatunkban. M2. Az 1. ábra szerinti megoldással szintén a ( 12 ) szerinti, illetve azzal egyenértékű eredményre juthatunk. Itt felvetődik, hogy melyik a szebb / jobb megoldás. Bizonyára vannak olyanok, akik az 1. ábra szerinti megoldást szebbnek, elegánsabbnak vélik, ráadásul ott nincs szükség deriválásra sem. Egyszerűbben: egy középiskolás is megoldhatja, ha elég kreatív és gyakorlott. Mi itt direkt nem az 1. ábra szerinti megoldást követtük, hogy lássunk egy másfélét is. Ez inkább emlékeztet a fent említett korábbi dolgozatunkban alkalmazott megoldásra. M3. Hogy a fenti szélsőérték minimum, azt a szemléletre hagyatkozva is beláthatjuk, mellőzve a hosszadalmas számítást. Hogy a távolság minimális és nem maximális lesz a két naszád között, azt az α és β szögek 1. ábra szerinti felvétele garantálja: a két bejárt pálya - félegyenes metszi egymást, még ha a hajók esetleg nem is találkoznak. A találkozás feltétele: ( 13 ) most ( 12 ) és ( 13 ) szerint: ( 14 ) Ez az összefüggés az 1. ábra szemlélete alapján is belátható; ( 3 ) - ból: ami egyenértékű ( 14 ) - gyel. Majd ( 2 ) - ből: ( 15 ) A ( 15 ) eredmény előáll ( 11 ) - ből is, ( 14 ) - et alkalmazva.

5 M4. Gyanítjuk, hogy fenti eredményeink a gyakorlatban is hasznosíthatóak, legalábbis közelítőleg. Nem feledjük, hogy az áramlatok, a szél, akadályok, stb. módosíthatják a helyzetet, így a neki megfelelő szélsőérték is módosulhat. Ekkor tehát már egy másik feladatról van / lehet szó. M5. A fenti feladat már csak azért is idealizált, mert állandó nagyságú és irányú a haladási sebessége a naszádoknak. Egy kikötőből való kihajózásnál biztosan nem ez a helyzet. A kikötőből kiérve talán már igen. Akkor a feladat így értendő. M6. Már többször hivatkoztunk a haladási sebességek állandóságának feltételére. Az eredeti feladat ezt így nem mondja ki, vagyis erre csak következtettünk. Ez talán hiba. Ugyanis ha a v 1 és v 2 sebességek az idő függvényei, akkor az idő szerinti deriválás, így a ( 8 ) alapegyenlet is máshogyan alakul: sokkal bonyolultabb lesz, ahogyan a továbbiak is. Az, hogy ez egy nem igazán kezdőknek szánt feladat, talán mentheti ezt a helyzetet: az edzett feladatmegoldó sejtheti, hogy a sebességeknek az időben állandónak kell lenniük. Tény, hogy beleférhetett volna a feladat szövegébe még egy kevés információ. M7. Ha a sebességek nagysága és iránya is változó lehet, akkor az általánosabb üldözési görbe esete állhat elő. A civil tankönyvekben leginkább ennek egy egyszerűbb esetével foglalkoznak [ 2 ], [ 3 ]. Úgy tűnik, hogy manapság inkább numerikus módszereket alkalmazó számítógépi programokkal dolgoznak, így igazodva az esetlegesen változó feltételekhez. Ezen alkalmazások gyakran katonai jellegűek. Ilyenre láthatunk egy kellően leegyszerűsített példát [ 4 ] - ben. Források: [ 1 ] L. G. Aszlamazov ~ I. S. Szlobogyeckij: Zadacsi i nye tol ko po fizike Bibliotyecska Kvant, Vüpuszk 89., Bjuro Kvantum, Tyehnoszfera, Moszkva, 2005. [ 2 ] Rudolf Rothe: Matematika gépészmérnökök számára Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1960. [ 3 ] A. F. Bermant: Matematikai analízis II. rész Tankönyvkiadó, Budapest, 1951. [ 4 ] Baky Miklós: Zsebszámológép - programok PTK 1050 Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1985.

6 Sződliget, 2018. 09. 09. Összeállította: Galgóczi Gyula mérnöktanár