5 j függvény írja le,

Hasonló dokumentumok
2 j függvény írja le,

MAGYARÁZAT A MATEMATIKA NULLADIK ZÁRTHELYI MINTAFELADATSOR FELADATAIHOZ 2010.

A statika és dinamika alapjai 11,0

Többváltozós analízis gyakorlat, megoldások

Írja át a következő komplex számokat trigonometrikus alakba: 1+i, 2i, -1-i, -2, 3 Végezze el a műveletet: = 2. gyakorlat Sajátérték - sajátvektor 13 6

10.3. A MÁSODFOKÚ EGYENLET

Tömegpontok mozgása egyenes mentén, hajítások

Kétváltozós függvények ábrázolása síkmetszetek képzése által

Adatok: fénysebesség, Föld sugara, Nap Föld távolság, Föld Hold távolság, a Föld és a Hold keringési és forgási ideje.

Koordináta-geometria alapozó feladatok

1. Feladatok a dinamika tárgyköréből

Kinematika szeptember Vonatkoztatási rendszerek, koordinátarendszerek

KÖRMOZGÁS, REZGŐMOZGÁS, FORGÓMOZGÁS

Az SI rendszer alapmennyiségei. Síkszög, térszög. Prefixumok. Mértékegységek átváltása.

Statika gyakorló teszt I.

Kettős és többes integrálok

Matematika OKTV I. kategória 2017/2018 második forduló szakgimnázium-szakközépiskola

Fizika 1 Mechanika órai feladatok megoldása 7. hét

5. házi feladat. AB, CD kitér élpárra történ tükrözések: Az ered transzformáció: mivel az origó xpont, így nincs szükség homogénkoordinátás

Matematika szintfelmérő szeptember

Gyakorló feladatok a 2. zárthelyihez. Kidolgozott feladatok

Fizika számolási gyakorlat

Exponenciális és logaritmusos kifejezések, egyenletek

Fizika példák a döntőben

Líneáris függvények. Definíció: Az f(x) = mx + b alakú függvényeket, ahol m 0, m, b R elsfokú függvényeknek nevezzük.

Mechanika. Kinematika

A fő - másodrendű nyomatékok meghatározása feltételes szélsőérték - feladatként

2. MECHANIKA-STATIKA GYAKORLAT (kidolgozta: Triesz Péter, egy. ts.; Tarnai Gábor, mérnök tanár) Erők eredője, fölbontása

Bodó Bea, Somonné Szabó Klára Matematika 2. közgazdászoknak

Analízis I. zárthelyi dolgozat javítókulcs, Informatika I okt. 19. A csoport

Mechanika. II. előadás március 4. Mechanika II. előadás március 4. 1 / 31

Frissítve: Síkidomok másodrendű nyomatékai. Egy kis elmélet 1 / 21

1 1 y2 =lnec x. 1 y 2 = A x2, ahol A R tetsz. y =± 1 A x 2 (A R) y = 3 3 2x+1 dx. 1 y dy = ln y = 3 2 ln 2x+1 +C. y =A 2x+1 3/2. 1+y = x.

Gyakorlat 30B-14. a F L = e E + ( e)v B képlet, a gravitációs erőt a (2.1) G = m e g (2.2)

az eredő átmegy a közös ponton.

1 2. Az anyagi pont kinematikája

Kvadratikus alakok gyakorlás.

1. Lineáris transzformáció

Y 10. S x. 1. ábra. A rúd keresztmetszete.

A mechanika alapjai. A pontszerű testek kinematikája. Horváth András SZE, Fizika és Kémia Tsz szeptember 29.

GBN304G Alkalmazott kartográfia II. gyakorlat

Egy mozgástani feladat

Gépészmérnöki alapszak, Mérnöki fizika ZH, október 10.. CHFMAX. Feladatok (maximum 3x6 pont=18 pont)

Vontatás III. A feladat

Fizika számgyak zh1 gyakorló 2014

1. feladat. 2. feladat

Az éjszakai rovarok repüléséről

Fizika feladatok - 2. gyakorlat

a.) b.) c.) d.) e.) össz. 4 pont 2 pont 4 pont 2 pont 3 pont 15 pont

I. feladatsor. 9x x x 2 6x x 9x. 12x 9x2 3. 9x 2 + x. x(x + 3) 50 (d) f(x) = 8x + 4 x(x 2 25)

1) Adja meg a következő függvények legbővebb értelmezési tartományát! 2) Határozzuk meg a következő függvény értelmezési tartományát!

Statika gyakorló teszt II.

Koordinátarendszerek

A differenciálegyenlet általános megoldása az összes megoldást tartalmazó halmaz.

9. Írjuk fel annak a síknak az egyenletét, amely átmegy az M 0(1, 2, 3) ponton és. egyenessel;

rnök k informatikusoknak 1. FBNxE-1 Klasszikus mechanika

László István, Fizika A2 (Budapest, 2013) Előadás

9. évfolyam Javítóvizsga felkészülést segítő feladatok

I. Vektorok. Adott A (2; 5) és B ( - 3; 4) pontok. (ld. ábra) A két pont által meghatározott vektor:

2) Írja fel az alábbi lineáris függvény grafikonjának egyenletét! (3pont)

Számítógépes Grafika mintafeladatok

Szélsőérték problémák elemi megoldása II. rész Geometriai szélsőértékek Tuzson Zoltán, Székelyudvarhely

1. ábra. 24B-19 feladat

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI EMELT SZINT Egyenletek, egyenletrendszerek

1. gyakorlat. Egyenletes és egyenletesen változó mozgás. 1. példa

Kirchhoff 2. törvénye (huroktörvény) szerint az áramkörben levő elektromotoros erők. E i = U j (3.1)

A +Q töltés egy L hosszúságú egyenes szakasz mentén oszlik el egyenletesen (ld ábra ábra

Felvételi, 2018 szeptember - Alapképzés, fizika vizsga -

Analitikus térgeometria

λ 1 u 1 + λ 2 v 1 + λ 3 w 1 = 0 λ 1 u 2 + λ 2 v 2 + λ 3 w 2 = 0 λ 1 u 3 + λ 2 v 3 + λ 3 w 3 = 0

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Trigonometria II.

Az egyenlőtlenség mindkét oldalát szorozzuk meg 4 16-al:

9. Trigonometria. I. Nulladik ZH-ban láttuk: 1. Tegye nagyság szerint növekvő sorrendbe az alábbi értékeket! Megoldás:

1. Ábrázolja az f(x)= x-4 függvényt a [ 2;10 ] intervallumon! (2 pont) 2. Írja fel az alábbi lineáris függvény grafikonjának egyenletét!

MATEMATIKA HETI 5 ÓRA

FIZIKA II. Az áram és a mágneses tér kapcsolata

A kardáncsukló tengelyei szögelfordulása közötti összefüggés ábrázolása. Az 1. ábrán mutatjuk be a végeredményt, egy körülfordulásra.

Bolyai János Matematikai Társulat. Rátz László Vándorgyűlés Baja

24 műhold (6 pályasíkban 4-4) & % ( )M * 26600km. T m. # 3870 m v m "1.29 #10 $5. # 460 m T a s

Minimum követelmények matematika tantárgyból 11. évfolyamon

Mérnöki alapok 10. előadás

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI EMELT SZINT Egyenletek, egyenletrendszerek

FIZIKA II. Dr. Rácz Ervin. egyetemi docens

Kalkulus II., harmadik házi feladat

sin x = cos x =? sin x = dx =? dx = cos x =? g) Adja meg a helyettesítéses integrálás szabályát határozott integrálokra vonatkozóan!

Gyakorló feladatok Egyenletes mozgások

(f) f(x) = x2 x Mutassa meg, hogy ha f(x) dx = F (x) + C, akkor F (ax + b) a 3. Számolja ki az alábbi határozatlan integrálokat: 1.

Számítógépes Grafika mintafeladatok

Egy szép és jó ábra csodákra képes. Az alábbi 1. ábrát [ 1 ] - ben találtuk; talán már máskor is hivatkoztunk rá.

Hatvani István fizikaverseny forduló megoldások. 1. kategória

15. Többváltozós függvények differenciálszámítása

Kisérettségi feladatsorok matematikából

4. Laplace transzformáció és alkalmazása

17. előadás: Vektorok a térben

10. Koordinátageometria

Összeállította: dr. Leitold Adrien egyetemi docens

Határérték. Wettl Ferenc el adása alapján és Wettl Ferenc el adása alapján Határérték és

= és a kínálati függvény pedig p = 60

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

F.I.1. Vektorok és vektorműveletek

Átírás:

Fizika 1 Mechanika órai eladatok megoldása. hét /1. Eg tömegpont helektora az időtől a köetkezőképpen ügg: r(t) = (at+b) i + (at b) j + ( ct +4at+5b) k, ahol a = 3 m/s, b = 1 m, c = 5 m/s. a) Milen táol an a tömegpont az origótól a t = időpontban? b) Milen táol an a kiindulási ponttól a t = s -ban? A test t = -ban indult. c) Határozzuk meg a tömegpont sebességét és gorsulását! d) Mekkora a sebessége a t = időpontban? e) Mel időpontban éri el a tömegpont az - síkot? a) A konstansokat behelettesíte r(t) = (3t+1) i + (3t 1) j + ( 5t +1t+5) k [m]. t = ban az r() = 1 i 1 j + 5 k [m] pontban an a test, aminek a táolsága az origótól d = () = r() = 1 " +1 " +5 " 51,96 m. b) t = s-ban az r() = 16 i 4 j + 54 k [m] pontban an a test. Az elmozdulásektor a t = t1 = s interallumban r = r() r() = 6 i + 6 j + 4 k [m], ennek nagsága = 6 " +6 " +4 " 9,381 m. c) (t) = '(t) = a i + a j + ( ct+4a) k = 3 i + 3 j + ( 1t+1) k [m/s] a(t) = ('(t) = )(t) = c k = 1 k [m/s ] d) () = 3 i + 3 j + 1 k [m/s], nagsága () = 3 " +3 " +1 " 1,73 m/s. e) az - síkot akkor éri el, amikor z =, azaz 5 t + 1 t + 5 = t1 4,58 s (és t,18 s -ban is ott lett olna) és még eg kérdés: (ez nem zh-eladat) ) izonítsuk be, hog a mozgás síkmozgás! Határozzuk meg a pála síkját! A mozgás síkmozgás, ha A + + C z + D = teljesül minden t-re. Most = at+b, = at b, z = ct +4at+5b, tehát A(at+b)+(at b)+c( ct +4at+5b)+D=( Cc)t +(Aa+a+Ca)t+(Ab b+5cb+d)=, amiből Cc = és Aa+a+Ca = és Ab b+5cb+d=. Cc = C = Aa + a = = A Ab b + D = D = Ab A = 1 álasztással a sík egenlete: b =. /. Eg repülőgép mozgását az (t) = a cos 3 5 6 + a sin 3 5 j üggén írja le, 3 4 3 4 ahol a = m, t = s. a) Milen pálán mozog a repülőgép? b) Mekkora szöget zár be a sebességektor a gorsulásektorral a t = ill. a t = s időben? a) (t) = a cos(t/t) = cos(t/) (t) = a sin(t/t) = 4 sin(t/) Fejezzük ki az első egenletből cos(t/t)-t, a másodikból sin(t/t)-t. Miel cos t t + sin t t = 1, ezért + = + = 1, a a 4. hét /1

azaz eg ellipszisen mozog a repülőgép (pozití orgásiránban). [ Miel T/ = π, a periódusidő T = 4π 1,57 s. ] t t b) (t) = '(t) = a/t sin(t/t) i + a/t cos(t/t) j = 1 sin(t/) i + cos(t/) j a(t) = ('(t) = )(t) = a/t cos(t/t) i a/t sin(t/t) j = 5 cos(t/) i 1 sin(t/) j t = s -ban () = j [m/s], a() = 5 i [m/s ] látható, hog a két ektor merőleges. [A test az tengel (, ) pontjában an; a sebesség + irán, azaz előreelé mutat az ellipszis érintőjének iránában; a gorsulás az origó elé mutat, merőleges a sebességre, agis ebben a pillanatban állandó nagság sebességgel kanarodik.] t = s -ban () = 1 sin(1) i + cos(1) j = 84,15 i + 18,1 j [m/s], a() = 5 cos(1) i 1 sin(1) j = 7, i 84,15 j [m/s ]. A két ektor által bezárt szög nagságát skalárszorzattal számolhatjuk ki: általánosan: a b = 8 : cosα, itt () a() = (() 8() cosα () a() ( 84,15) ( 7,) + ( 18,1) ( 84,15) 6819,7 cos α = = = () a() 84,15 + 18,1 7, + 84,15 136,96 88,377 =,5634 α =,169 rad = 14,3 [t = s-nál ϕ = / = 1 rad 57,3, ekkora szöget zár be a helektor az tengellel; a sebesség érintő irán; a gorsulás beelé, az origó elé mutat, ami ebben a pillanatban a sebességre merőleges iránhoz képest hátraelé an, agis ebben a pillanatban lassula kanarodik.] Skalárszorzattal t = esetében: () a() = merőlegesek. /3. Eg kipukkadt lui sebességét az alábbi üggén adja meg: (t) =, e,1t i,8 sin(4t) j + (3 4t) k [m/s] (Az időt másodpercekben, a táolságot méterben mérjük.) Kipukkadásakor, t = s-ban a lui az r = i + 1,4 j + 1,5 k [m] pontból indult. a) Hol lesz a lui él másodperc mla? b) A lui eg olan 3 3 3 m-es szobában an, melnek egik sarkához illesztettük a koordinátarendszerünket. Mikor, melik al (ill. plaon. padló) melik pontjának meg neki először? Keressük azt az r(t) üggént, amire teljesül, hog - deriáltja a ent megadott (t) üggén: '(t) = ((t) és - helettesítési értéke megelel az adott eltételnek; speciálisan t = esetén r() = r. Ezt a üggént határozott ag határozatlan integrállal is előállíthatjuk.. hét /

Határozott integrállal: (t) = (t < )+= ((τ) dτ 4, koordinátánként (t) = (t < )+=? (τ) dτ; (t) = (t < )+= @ (τ) dτ; z(t) = z(t 4 < )+= A (τ) dτ 4 4. Esetünkben t =, (t ) = () = = m ; (t ) = () = = 1,4 m ; z(t ) = z() = z = 1,5 m. (t) = (t < )+=? (τ) dτ = +=,e <,τ dτ = +,C D4,Eτ 4 < F <, = +(e <, 1) = e <, ; < cos (4τ) (t) = (t < )+H @ (τ) dτ = 1,4+H,8 sin (4τ) dτ = 1,4,8I J = 4 < 4 < = 1,4+,7(cos (4t) 1) =,7(1+cos (4t)); z(t) = z(t < )+= A (τ) dτ = 1,5+= (3 4τ)dτ = 1,5+[3τ τ " ] 4 < < = 1,5+3t t " ; azaz r(t) = e,1t i +,7(1+cos(4t)) j + (1,5+3t+t ) k [m]. Határozatlan integrállal: (t) = H? dt = H,e <, dt =,,1 e<, +k = e <, +k A k1 konstans értékének meghatározásához az r ektorból kiolassuk értékét: = ; ezzel kell egenlő legen az (t) értéke t=-ban, amihez az (t) üggénbe t= -t helettesítünk: ()= L <, < +M = +M és elírjuk, hog () = : + k1 = k1 =, tehát (t) = e <,. = = @ dt = =,8 sin (4t) dt = ",N cos (4t)+k O " =,7 cos (4t)+k ", a kezdeti eltételből,7cos + k =,7 + k = 1,4 k =,7, tehát (t) =,7(1+cos (4t)). z = = A dt = =(3 4t) dt = (3t t " )+k P, a kezdeti eltételből + k3 = 1,5 k3 = 1,5, tehát z(t) = 3t t " +1,5. a) t =,5 s behelettesítéséel = e,5,13 m, =,7(1+cos()),487 m, z = 3,5,5 +1,5 =,5 m, tehát r(,5) =,13 i +,487 j +,5 k [m]. b) A szobát határoló síkok az =, = 3, =, = 3, z = és z = 3 síkok; azt kell megizsgálni, melik eltétel mikor teljesül, és a legkisebb időt kiálasztani. = e,1t = : soha = e,1t = 3 : t 4,55 s =,7(1+cos(4t)) = : t,7854 s =,7(1+cos(4t)) = 3: soha z = 3 t t +1,5 = : tz 1,896 s z = 3 t t +1,5 = 3 : soha A lui tehát t =,7854 s-ban nekimeg az = egenletű al (,7854) =,163 m, z(,7854) =,6 m pontjának. /4. Eg test gorsulása a(t) = ( t + 1 ) i + π cos (3πt) j [m/s ]. A t = s -ban a test sebessége = i + j [m/s]. Menni lesz t = 4 s -ban a) a sebesség nagsága? b) a sebességektornak az tengellel bezárt szöge? c) Hol lesz a test t = 4 s -ban, ha t = 1 s-ban r(1) = j + k [m]?. hét /3

Keressük azt a (t) üggént, amire teljesül, hog - deriáltja a ent megadott a(t) üggén: ('(t) = 8(t) és - helettesítési értéke megelel az adott eltételnek; speciálisan t = esetén () =. Határozott integrállal:? (t) =? (t < )+= a? (τ) dτ = += (τ+1) dτ = +[τ " +τ] 4 < < = +t " +t @ (t) = @ (t < )+= a @ (τ) dτ = += π " cos (3πτ) dτ = +π " C TUV(Pπτ) π F 4 < = + sin (3πt) Pπ < P Határozatlan integrállal: a = '? = t + 1 (t) = t + t + k1 miel () =, íg + + k1 = k1 =, azaz = t + t + ; a = '@ = π cos(3πt) (t) = π/3 sin(3πt) + k miel () =, íg π/3 sin() + k = k =, azaz = π/3 sin(3πt) + ; tehát (t) = ( t + t + ) i + (π/3 sin(3πt) + ) j [m/s]. t = 4 s-ban (4) = (4 +4+) i + (π/3 sin(1π) + ) j = i + j [m/s]. Ennek a) nagsága ((4) = 31,11 m/s ; b) az tengellel azaz az i egségektorral bezárt szöge: ((O) 6 cosφ = = "" W"" < = " Φ = π/4 rad = 45. ((O) "" " " c) Az integrálásnál arra kell igelni, hog most t. Határozott integrállal: (t) = (1)+=? (τ) dτ = C τx + τy +τf P " = X (t) = (1)+= @ (τ) dτ = += (τ " +τ+)dτ + Y P " +t5 X + Y +5 = X + Y P " P " +t Z [ = = += + π sin(3πτ)5 dτ = +Cτ+ π P P (\]^T(Pπτ)) = +t cos _ (3πt)5 + 5 = _ t _ cos(3πt) _ z(t) = z(1)+= A (τ) dτ = += dτ = Határozatlan integrállal: r(t) = ( t 3 /3 + t / + t + k4 ) i + ( 1/9 cos(3πt) + t + k5 ) j + k6 k [m]. k4, k5, k6 értékét most t = 1 behelettesítéséel kapjuk meg: (1) = 1 3 /3 + 1 / + 1 + k4 = 17/6 + k4 = k4 = 17/6; (1) = 1/9 cos(3π 1) + 1 + k5 = 1/9 + + k5 = k5 = 1/9; z(1) = k6 = k6 = ; tehát r(t) = ( t 3 /3 + t / + t 17/6 ) i + ( 1/9 cos(3πt) + t 1/9 ) j + k [m]. t = 4 s -ban r(4) = 34,5 i + 79/9 j + k 34,5 i + 87,78 j + k [m]. Pπ F = Gakorló eladatok a zárthelire: /5. Ággoló röppálájának egenlete r(t) = (at + b) i + (gt + ct + d) k, ahol a = 5 m/s, b = 1 m, c = 1 m/s, d = m, g = 5 m/s. a) Honnan lőtték ki az ággolót? A kilöés t = s-ban történt. b) Mekkora olt a kezdősebessége? c) Mekkora olt a gorsulása? d) Mikor és hol ér öldet az ággoló? A koordinátarendszer origója a öldön an. e) Mikor és hol lesz merőleges a sebesség a gorsulásra?. hét /4

a) t = s-ban r() = b i + d k = 1 i + k [m]. b) (t) = '(t) = a i + (bt + c) k = 5 i + ( 1t + 1) k, () = 5 i + 1 k, = 5 " +1 " 11,18 m/s. c) a(t) = ('(t) = )(t) = b k = 1 k [m/s ] (azaz a gorsulás konstans, 1 m/s leelé, ami a szokásos közelítő érték g-re, csak most a képletben ennek a ele olt g-el jelöle) d) azaz a z = síkot mikor éri el: gt + ct + d = 5t + 1t + = t 7,43 s (a másik gök negatí, 5,43 s) e) a két ektor ott merőleges, ahol a skalárszorzatuk nulla: a = 5 + ( 1t + 1) ( 1) = 1(t 1) = t = 1 s, r(1) = 15 i + 5 k [m], ez a pála cscspontja. (Gorsabban megoldható a eladat a z = 1t + 1 = eltételből.) /6. Eg test gorsulása a(t) = 4a sin (ωt+ϕ) i + 4b sin ωt j, ahol ω = s 1, ϕ = π/. t1 = π/4 s-ban a test az r1 = a i b j [m] pontban an és sebessége 1 = a i [m/s]. a) Adjuk meg a test helektorát és sebességét t = 3π s-ban! ( r =?, =? ) b) Milen pálán mozog a test? c) Mel időpontokban an legközelebb a test az origóhoz? a = 4a sin (t+π/) = 4a cos t = '? = a sin t + k1 t1 = π/4 s-ban 1 = a k1 =, = a sin t = ' = a cos t + k t1 = π/4 s-ban 1 = a k = a, = a cos t + a a = 4b sin t = '@ = b cos t + k3 t1 = π/4 s-ban 1 = k3 =, = b cos t = ' = b sin t + k4 t1 = π/4 s-ban 1 = b k4 =, = b sin t (t) = (a sin t) i (b cos t) j [m/s], r(t) = (a a cos t) i (b sin t) j [m]. a) r(3π) = ( a cos 6π + a) i b sin 6π j = [m], (3π) = a sin 6π i b cos 6π j = b j [m/s]. b) (t) = a a cos t cos t = (a )/a (t) = b sin t sin t = / b Felhasznála, hog cos α + sin α = 1: a pála a + = 1 a b c) (t) =, ha t = k π; (t) =, ha t = k π/ ; azaz t = k π esetén a test táolsága az origótól zérus. ellipszis /7. Eg m = 5 kg tömegű test sebességét az alábbi üggén írja le: = a sin(bt) i + c sin(dt) j, ahol a = 1 m/s, b = s 1, c = m/s, d = 1 s 1. A test a t = s-ban az r = 9 i + 3 j [m] pontban olt. a) Milen pálán mozog a test? Rajzoljuk is meg! b) Mekkora szöget zár be a sebesség és a gorsulás t = π/ s-ban?. hét /5

= a sin(bt) i + c sin(dt) j = 1 sin(t) i sin(t) j [m/s] a) r = =( dt (t) = =? dt = =( 1sin(t))dt = 6 cos(t) + k1 () = 6 cos() + k1 = 6 + k1 = = 9 k1 = 3 (t) = = @ dt = =( sin(t))dt = cos(t) + k () = cos() + k = + k = = 3 k = 1 tehát a pála paraméteres alakban: r(t) = [ 6 cos(t) + 3 ] i + [ cos(t) + 1 ] j [m] A pála alakja: cos(t) = ( 3)/6, cos(t) = ( 1)/ cos(t) = cos (t) sin (t) = cos (t) [1 cos (t)] = cos (t) 1 tehát ( 3)/6 = [( 1)/] 1 az = 3( ) parabolának az a része, amire 3 9 ( és 1 3 ), ag =±e?wp P +1 b) a = (' = ab cos(bt) i + cd cos(dt) j = 4 cos(t) i cos(t) j [m/s ] (π/) = 1 sin(π) i sin(π/) j = j [m/s] a(π/) = 4 cos(π) i cos(π/) j = 4 i [m/s ] merőlegesek /8. Két lég mozgásának pálaüggéne r1(t) = a t i + b t j + c k r(t) = i + d t j + e t k ahol a = 5 m/s, b = m/s, c = 5 m, d = 3 m/s, e = m/s. a) Írjuk el egmástól aló táolságukat az idő üggénében! b) Számítsuk ki a t = 1 s-ban a két lég sebességektorát és sebességük nagságát! a) d(t) = ( g h ) " = ( " ) " +( " ) " +(z " z ) " = = (1 at " ) " +(dt bt) " +(et " c) " = (1 5t " ) " +( 5t) " +(t " 5) " = b) 1 (t) = at i + b j + k = 1t i + j [m/s]; 1 (1) = 1 i + j [m/s] (t) = i + d j + et k = 3 j + 4t k [m/s]; (1) = 3 j + 4 k [m/s] abszolt érték /9. Eg m = 5 kg tömegű test sebességét az alábbi üggén írja le: = a sin bt i + c sin dt j, ahol a = 1 m, b = s 1, c = m, d = 1 s 1. A test a t = s-ban az r = 9 i + 3 j [m] pontban olt. a) Adjuk meg a testre ható erőt az idő üggénében! (Vektorként és a nagságát is.) b) Adjuk meg a test helektorát az idő üggénében! c) Milen pálán mozog a test? Rajzoljuk is meg! d) Mekkora szöget zár be a sebesség és a gorsulás t = π/ s-ban? a) a = ab cos(bt) i + cd cos(dt) j = 4 cos(t) i cos(t) j [m/s ] F = m a = 1 cos(t) i 1 cos(t) j [N] abszolt érték. hét /6

b) r = ( a/b cos(bt) + k ) i + ( c/d cos(dt) + k ) j = (6 cos(t) + 3) i + ( cos(t) + 1) j [m] c) = 6 cos(t) + 3 = 1 cos (t) 3 ; = cos(t) + 1 = 3 ( 1) 3 parabola 1 5-3 7-5 -4 --1 4 6 8 1 d) (π/) = j [m/s] ; a(π/) = 4 i [m/s ] ; (π/) a(π/) =, merőlegesek 4 3 1 - /1. Műrepülés közben két repülőgép pálája a köetkező pálaüggénekkel adható meg: r1(t) = a cos 3ωt j + a sin 3ωt k r(t) = 3a cos (5ωt+π) i + 3a sin (5ωt+π) j ahol a = 1 m, ω =,1 s 1. a) Milen pálákon repülnek a repülőgépek? b) Mekkora a táolság a két repülőgép között t = s-ban? a) 1 + 1 = 1 : 1 m sugar kör; r (t) = 3a cos(5ωt) i 3a sin(5ωt) j ; + = 3 : 3 m sugar kör b) r 1 () = 1 i ; r () = 3 i, d = 4 m. hét /7

Egéb eladatok (nem zh-eladatok) /11. Eg ember a tóparton leő A pontból a legröidebb idő alatt szeretne a pontba érni. Milen tonalat álasszon, ha a maimális utási sebessége, szási sebessége pedig? A D A s Az t két szakaszból áll, először alameddig ut a parton: legen ez az ábra jelölése szerint s, majd ott beugrik a ízbe és egenesen a pont elé szik; ez az t t( ) = t + t + s = + D. A teljes idő tehát annak üggéne, hog hol kezdett el szni. Azt az értéket keressük, amelnél t-nek minimuma an (azaz ahol a t() üggén deriáltja zérus): d t 1 = + =,amiből d = D. + D Látszik, hog ez csak akkor megoldás, ha (agis ha alaki gorsabban szik, mint ahog ut, akkor égig csak sszon). [A t() üggén második deriáltja d t/d = D /( ( +D ) 3/ ), tehát a szélsőérték ténleg minimum.] Ellenőrizzük még, teljesül-e, hog s, azaz: D s D 1+ s Ez automatikusan nem teljesül; ez azt jelenti, hog ha nem tudunk enniel gorsabban utni, mint szni, akkor is égig szni kell. Analógia a Snellius-Descartes-törénnel srló beesés esetén: a dt/d = kiejezésből látható, ο hog + D 1 sin9 = = = = n (α a teljes isszaerődés határszöge) sin α sin α /1. Eg csónak L szélességű olón halad át a olóra merőlegesen a ízhez képest állandó sebességgel. A oló izének sebességeloszlása parabolikus: j = j < k1 4l" m " n a) Határozzuk meg a csónak pálájának egenletét! b) Menniel iszi le a íz a csónakot, míg az egik partról a másikra ér? a) A csónak eredő sebessége mindig a pála érintőjének iránába mutat. u = d/dt és = d/dt (d/dt)/(d/dt) = / u = d / d a pála érintője. u ügg -tól, tehát az alábbi dierenciálegenletet kell megoldanunk, hog a pála egenletét () aag () alakban megkapjuk: pq pr = s t 4. uy w Y Szeparáljuk és integráljuk: q = t 4 /" s 1 OqY5l = = z Y < r z = t q 4 OqX Cl s P YF = t 4 \/" s {l OqX k O(\ w Y )X n = t 4 P Y " P Y s l OqX + 5 a pála P Y P egenlete. s α α D L u + D Vag: = t 4 OqY 1 s 5l = =z z = t 4 Y s l OqX P Y5+}. hét /8

és tudjuk, hog = nál = L/: = t 4 k O(\ w Y )X n+} = t 4 +} s " P Y s P agis } = t 4 s P és z = t 4 OqX l + 5. s P Y P b) A csónak átér, ha = L/, ezt behelettesíte z = " P t 4 s m. /13. A és áros 84 km-re annak egmástól. Két biciklis elindul eg időben, az egikük A-ból -be 16 km/h, a másik -ből A-ba 1 km/h sebességgel. Eg ecske is elindul elük eg időben A árosból áros elé, de amikor találkozik a -ből jöő biciklissel, isszaordul A elé, majd amikor találkozik az A-ból jöő biciklissel, isszaordul elé, és íg toább. Mekkora utat tesz meg a ecske a biciklisták találkozásáig? A ecske sebessége 5 km/h óra, és eg szempillantás alatt meg tud ordulni. A megoldást nem g keressük, hog a ecske és az egik ill. másik biciklista találkozásának helét és idejét számoljuk ki és a ecske által megtett utakat összegezzük, hanem a két biciklista találkozásáig eltelt összes időt számoljuk ki, mert a ecske addig égig repül, íg az idő ismeretében az általa megtett t könnebben kiszámolható. A találkozásig eltelt idő - az egik biciklistához rögzített koordinátarendszerben: miel a biciklisták egmással szembe haladnak, a másik biciklista sebessége az origóban léőhöz képest 16+1 = 8 km/h, kezdetben a táolság köztük 84 km, tehát t = 84 / 8 = 3 h. - az thoz rögzített koordinátarendszerben: az origó A árosban an, az onnan induló biciklista koordinátája 1 = 16 t, a árosból indulóé pedig = 84 1 t. Találkozáskor 1 = : 16 t = 84 1 t t = 3 h. A ecske által megtett t s = 3 5 = 15 km. /14. Eg illamosonalon a illamosok T időközönként járnak c sebességgel. A pála mellett gépkocsi halad sebességgel. Menni időközönként találkozik a gépkocsi illamosokkal? Írjuk el eg illamoshoz rögzített koordinátarendszerben az autó sebességét: ha az autó és a illamosok ellenkező iránba mennek: rel = + c ha az autó és a illamosok eg iránba mennek és c: rel = c ha az autó és a illamosok eg iránba mennek és < c: rel = c A illamosok táolsága egmástól d = c T, ekkora táolságot kell megtenni az autónak, tehát az ehhez szükséges idő t = c T / ( + c), ha az autó és a illamosok ellenkező iránba mennek, t = c T / ( c), ha az autó és a illamosok eg iránba mennek és c, és t = c T / (c ), ha az autó és a illamosok eg iránba mennek és < c. /15. Lelépjük eg szekér hosszát menet közben: a szekérrel eg iránba mene a lépésnek mérjük, szembe mene pedig b lépésnek mérjük. Milen hossz a szekér? A szekér sebessége sz, az emberé e. Ha eg iránba mennek, akkor t 1 idő alatt ér el az ember a szekér égétől a szekér elejéig, ezalatt e t 1 = a (1) lépést tesz meg, és e t 1 = sz t 1 + L () Ha szembe mennek, akkor a t idő alatt jut el az ember a szekér elejétől a égéhez, ezalatt e t = b (3) lépést tesz meg, és ( e + sz ) t = L (4) Ez 4 egenlet 5 ismeretlennel, ügesen kell rendezgetni. Pl. (1)-et behelettesíte ()-be sz t 1 = a L, másrészt (3)-at behelettesíte (4)-be sz t = L b, és a két egenletet eloszta t 1 /t = (a L)/(L b). Uganakkor (1)-et eloszta ()- el t 1 /t = a/b. Ezeket összeete (a L)/(L b) = a/b, amiből L = " W /16. Folóíz sebessége 3 m/s, és an eg csónakunk, ami a ízhez képest 4 m/s sebességgel tud menni. Mekkora legen a oló sodráal bezárt szög, ha a) a legröidebb idő alatt; b) a legröidebb ton szeretnénk átérni a tlpartra? a) A csónak orra mutasson a tlsó part elé, azaz α = 9. b) A csónak eredő sebessége legen merőleges a oló sodrára, azaz a β = 138,6. L cs α e L cs β e. hét /9