2. (b) Hővezetési problémák. Utolsó módosítás: február25. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Hasonló dokumentumok
2. (d) Hővezetési problémák II. főtétel - termoelektromosság

DIFFERENCIÁLEGYENLETEK. BSc. Matematika II. BGRMA2HNND, BGRMA2HNNC

3. (b) Kereszthatások. Utolsó módosítás: április 1. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA II.

Matematika II. 1 sin xdx =, 1 cos xdx =, 1 + x 2 dx =

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

Parciális dierenciálegyenletek

Fourier-sorok. Lengyelné Dr. Szilágyi Szilvia április 7.

I. Fejezetek a klasszikus analízisből 3

Q 1 D Q 2 (D x) 2 (1.1)

Trigonometria Megoldások. 1) Oldja meg a következő egyenletet a valós számok halmazán! (12 pont) Megoldás:

-2σ. 1. A végtelen kiterjedésű +σ és 2σ felületi töltéssűrűségű síklapok terében az ábrának megfelelően egy dipól helyezkedik el.

A brachistochron probléma megoldása

Utolsó el adás. Wettl Ferenc BME Algebra Tanszék, Wettl Ferenc (BME) Utolsó el adás / 20

Fourier sorok február 19.

Trigonometria Megoldások. 1) Igazolja, hogy ha egy háromszög szögeire érvényes az alábbi összefüggés: sin : sin = cos + : cos +, ( ) ( )

Feladatok megoldásokkal a 9. gyakorlathoz (Newton-Leibniz formula, közelítő integrálás, az integrálszámítás alkalmazásai 1.

Abszolútértékes egyenlôtlenségek

Határozatlan integrál, primitív függvény

Egyenletek, egyenlőtlenségek VII.

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA II.

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI EMELT SZINT Trigonometria

A mérési eredmény megadása

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Trigonometria

egyenlőtlenségnek kell teljesülnie.

Feladatok megoldásokkal az első gyakorlathoz (differencia- és differenciálhányados fogalma, geometriai és fizikai jelentése) (x 1)(x + 1) x 1

Integrálszámítás. a Matematika A1a-Analízis nevű tárgyhoz november

Függvények hatványsorba fejtése, Maclaurin-sor, konvergenciatartomány

Feladatok a Diffrenciálegyenletek IV témakörhöz. 1. Határozzuk meg következő differenciálegyenletek általános megoldását a próba függvény módszerrel.

Függvények vizsgálata

DIFFERENCIÁLEGYENLETEK. BSc. Matematika II. BGRMA2HNND, BGRMA2HNNC

Ipari matematika 2. gyakorlófeladatok

Fourier-sorok. néhány esetben eltérhetnek az előadáson alkalmazottaktól. Vizsgán. k=1. 1 k = j.

BIOMATEMATIKA ELŐADÁS

2 (j) f(x) dx = 1 arcsin(3x 2) + C. (d) A x + Bx + C 5x (2x 2 + 7) + Hx + I. 2 2x F x + G. x

IV. INTEGRÁLSZÁMÍTÁS Megoldások november

Németh László Matematikaverseny, Hódmezővásárhely április 8. A osztályosok feladatainak javítókulcsa

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Matematika II képletek. 1 sin xdx =, cos 2 x dx = sh 2 x dx = 1 + x 2 dx = 1 x. cos xdx =,

Matematika A2 vizsga mgeoldása június 4.

(1 + (y ) 2 = f(x). Határozzuk meg a rúd alakját, ha a nyomaték eloszlás. (y ) 2 + 2yy = 0,

Matematika III. harmadik előadás

Fourier-sorok Horv ath G abor 1

Végeselem modellezés alapjai 1. óra

Fermi Dirac statisztika elemei

Egyenletek, egyenletrendszerek, egyenlőtlenségek Megoldások

Az Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny tanévi első fordulójának feladatmegoldásai

Végeselem analízis. 1. el adás

A 2014/2015. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első forduló MATEMATIKA I. KATEGÓRIA (SZAKKÖZÉPISKOLA) Javítási-értékelési útmutató

VIK A1 Matematika BOSCH, Hatvan, 5. Gyakorlati anyag

Matematikai háttér. 3. Fejezet. A matematika hozzászoktatja a szemünket ahhoz, hogy tisztán és világosan lássa az igazságot.

Lagrange egyenletek. Úgy a virtuális munka mint a D Alembert-elv gyakorlati alkalmazását

y = y 0 exp (ax) Y (x) = exp (Ax)Y 0 A n x n 1 (n 1)! = A I + d exp (Ax) = A exp (Ax) exp (Ax)

Diffúzió. Diffúzió sebessége: gáz > folyadék > szilárd (kötőerő)

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Abszolútértékes és gyökös kifejezések

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

Least Squares becslés

Folytonos rendszeregyenletek megoldása. 1. Folytonos idejű (FI) rendszeregyenlet általános alakja

Magasabbfokú egyenletek

valós számot tartalmaz, mert az ilyen részhalmazon nem azonosság.

FELVÉTELI VIZSGA, július 21. Írásbeli próba MATEMATIKÁBÓL A. RÉSZ

Gyakorló feladatok. Agbeko Kwami Nutefe és Nagy Noémi

Differenciálegyenletek. Vajda István március 4.

1.9. B - SPLINEOK B - SPLINEOK EGZISZTENCIÁJA. numerikus analízis ii. 34. [ a, b] - n legfeljebb n darab gyöke lehet. = r (m 1) n = r m + n 1

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Megoldások

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit. (Derivált)

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA II.

Tömegpontok mozgása egyenes mentén, hajítások

Megoldott feladatok november 30. n+3 szigorúan monoton csökken, 5. n+3. lim a n = lim. n+3 = 2n+3 n+4 2n+1

Differenciálegyenletek

1. Feladatok a termodinamika tárgyköréből

Gauss-Jordan módszer Legkisebb négyzetek módszere, egyenes LNM, polinom LNM, függvény. Lineáris algebra numerikus módszerei

Határozott integrál és alkalmazásai

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit. (L Hospital szabály, Taylor-polinom,

Feladatok megoldásokkal a harmadik gyakorlathoz (érintési paraméterek, L Hospital szabály, elaszticitás) y = 1 + 2(x 1). y = 2x 1.

HÁZI FELADATOK. 2. félév. 1. konferencia Komplex számok

8. Egyenletek, egyenlőtlenségek, egyenletrendszerek II.

Elektromágneses hullámok

Feladatok az 5. hétre. Eredményekkel és teljesen kidolgozott megoldásokkal az 1,2,3.(a),(b),(c), 6.(a) feladatokra

= x2. 3x + 4 ln x + C. 2. dx = x x2 + 25x. dx = x ln 1 + x. 3 a2 x +a 3 arctg x. 3)101 + C (2 + 3x 2 ) + C. 2. 8x C.

1.1. Feladatok. x 0 pontban! b) f(x) = 2x + 5, x 0 = 2. d) f(x) = 1 3x+4 = 1. e) f(x) = x 1. f) x 2 4x + 4 sin(x 2), x 0 = 2. általános pontban!

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit. Matematika I

A képzetes számok az isteni szellem e gyönyörű és csodálatos hordozói már majdnem a lét és nemlét megtestesítői. (Carl Friedrich Gauss)

9. feladatsor: Többváltozós függvények deriválása (megoldás)

Megoldás A számtani sorozat első három eleme kifejezhető a második elemmel és a differenciával. Összegük így a 2. d =33, azaz 3a 2. a 2.

Anyagismeret 2016/17. Diffúzió. Dr. Mészáros István Diffúzió

3. Termoelektromos hűtőelemek vizsgálata jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

Hatványsorok, Fourier sorok

Elérhető maximális pontszám: 70+30=100 pont

Abszolútértékes és gyökös kifejezések Megoldások

Matematika I. Vektorok, egyenesek, síkok

Diszkréten mintavételezett függvények

LNM folytonos Az interpoláció Lagrange interpoláció. Lineáris algebra numerikus módszerei

Nagy András. Feladatok a logaritmus témaköréhez 11. osztály 2010.

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Fizika feladatok. 1. Feladatok a termodinamika tárgyköréből november 28. Hővezetés, hőterjedés sugárzással. Ideális gázok állapotegyenlete

Tartalomjegyzék. Tartalomjegyzék Valós változós valós értékű függvények... 2

Hő- és füstelvezetés, elmélet-gyakorlat

Diffúzió. Diffúzió. Diffúzió. Különféle anyagi részecskék anyagon belüli helyváltoztatása Az anyag lehet gáznemű, folyékony vagy szilárd

Átírás:

2. (b) Hővezetési problémák Utolsó módosítás: 2013. február25.

A változók szétválasztásának módszere (5) 1 Az Y(t)-re vonakozó megoldás: Így: A probléma megoldása n-re összegzés után: A peremfeltételeknek a sor összes tagja eleget tesz.

A változók szétválasztásának módszere (6) 2 A kezdeti feltételeknek is teljesülniük kell: Azaz a -ek a függvény Fourier-együtthatói:

A forrásfüggvény (1) 3 A hőmérséklet időbeli változása az l hosszúságú rúdon a kezdeti feltétel mellett:

A forrásfüggvény (2) 4 Innen a pillanatnyi pontszerű forrás forrásfüggvénye /pillanatnyi pontszerű forrás hőmérsékleti hatásfüggvénye/: Ezzel:

Végtelen egyenesre vonatkozó forrásfüggvény (1) 5 A -t az írjuk át a képzése miatt intervallum helyett a intervallumra. Az új változók: Ekkor:

Végtelen egyenesre vonatkozó forrásfüggvény (2) 6 A szinuszok szorzata, ha n páros: Ha n páratlan:

Végtelen egyenesre vonatkozó forrásfüggvény (3) 7 Így:

Végtelen egyenesre vonatkozó forrásfüggvény (4) 8 Az összegek kiszámolása az határátmenetben: Amelyekkel az első összeg a következő integrállal fejezhető ki:

Végtelen egyenesre vonatkozó forrásfüggvény (5) 9 Hasonlóképpen a második összegre:

Végtelen egyenesre vonatkozó forrásfüggvény (6) 10 Összefoglalva tehát:

Végtelen egyenesre vonatkozó forrásfüggvény (7) 11 Az integrál kiszámolásához tekintsük az helyettesítésekkel nyert integrált: Vegyük ennek szerinti deriváltját

Végtelen egyenesre vonatkozó forrásfüggvény (8) 12 A megjelölt u és v függvényekkel végrehajtva egy parciális integrálást adódik: szerinti Az I-re vonatkozó megoldása:

Végtelen egyenesre vonatkozó forrásfüggvény (9) 13 A C értéke a helyettesítéssel kapható a Így:

Végtelen egyenesre vonatkozó forrásfüggvény (10) 14 Az helyettesítésekkel:

15 Két fél-végtelen rúd hőmérsékletének kiegyenlítődése (1) A fizikai probléma: adott két azonos anyagi minőségű rúd a kezdeti feltételek mellett.

16 Két fél-végtelen rúd hőmérsékletének kiegyenlítődése (2) Alkalmazva a helyettesítést

17 Két fél-végtelen rúd hőmérsékletének kiegyenlítődése (3) A hőmérséklet eloszlás időbeli változása: Ha és Itt a hibafüggvény.

18 Peremérték problémák félegyenes mentén (1) A feladat általában: a hővezetési egyenlet a kezdeti feltétellel, valamint a peremfeltétellel. A megoldás előállítható alakban, ahol csak a kezdeti csak a peremfeltételektől függ, továbbá

19 Peremérték problémák félegyenes mentén (2) I.: II.: feltételeket elégíti ki. A feladat megoldásához szükséges a következő két segédtétel: esetén, 1. ha páratlan függvény, azaz akkor az helyen a zérussá válik, azaz

20 Peremérték problémák félegyenes mentén (3) 2. Ha páros függvény, azaz akkor a függvény differenciálhányadosa az helyen zérus, azaz A függvény meghatározásához vezessük be az amelyre

21 Peremérték problémák félegyenes mentén (4) Az függvény meghatározható egy olyan függvény segítségével, amely Így az tartományban

22 Peremérték problémák félegyenes mentén (5) Az első integrálban a véve, hogy helyettesítéssel és figyelembe

23 Peremérték problémák félegyenes mentén (6) Így Alkalmazzuk ezt a formulát a kezdeti és peremfeltételű fél-végtelen rúdra.

24 Peremérték problémák félegyenes mentén (7) A hőmérséklet: Alkalmazva a helyettesítéseket:

25 Peremérték problémák félegyenes mentén (8) Így:

26 Peremérték problémák félegyenes mentén (9) A meghatározása: Legyen a határponti hőmérséklet Ekkor az függvény a hővezetési egyenletnek olyan megoldása, amely kielégíti az és feltételeket.

27 Peremérték problémák félegyenes mentén (10) Ebből következik, hogy a eleget tesz a feltételeknek. Így

A földkéreg hőmérsékletéről (1) 28 A hőmérsékletnövekedés a mélységgel 100 m-ként 3. Tételezzük fel, hogy a Föld kezdeti hőmérséklete: 1200, a felületi hőmérséklet 0. Hány év alatt állhatott be a mostani hőmérséklet-gradiens? A leíró egyenlet: A kezdeti és peremfeltételek: A hőmérséklet eloszlás:

A földkéreg hőmérsékletéről (2) 29 A felszíni hőmérséklet-gradiens: A diffúziós együttható: A lehűlés ideje: Hm!?

A földkéreg hőmérsékletéről (3) 30 Hőforrás (f) feltételezése szükséges: Vulkánkitörés során felszínre kerülő radioaktív kőzetekben: teljesítménysűrűség mérhető. Egyenletes forráseloszlást feltételezve a teljes teljesítmény

A földkéreg hőmérsékletéről (4) 31 A hőáram-sűrűség nagysága a felszínen: Így: ami kétszerese a tapasztaltnak. Csak egy belső magban történik radioaktív hasadás. (A számolásban )

A földkéreg hőmérsékletéről (5) 32

A földkéreg hőmérsékletéről (6) 33 Forrás: National Geographic

34 Egy közbevetett nagyon egyszerű kérdés Mekkora a Nap fúziós tartományának teljesítménysűrűsége? Sugár: R=700000 km Fúziós tartomány: 0,25R Napállandó: 1370 W Összteljesítmény: P = Teljesítménysűrűség: W!!!