α v e φ e r Név: Pontszám: Számítási Módszerek a Fizikában ZH 1

Hasonló dokumentumok
9. ábra. A 25B-7 feladathoz

Mozgás centrális erőtérben

Koordinátarendszerek

1. MATEMATIKAI ÖSSZEFOGLALÓ

Kétváltozós vektor-skalár függvények

Megjegyzés: jelenti. akkor létezik az. ekkor

Rugalmas hullámok terjedése. A hullámegyenlet és speciális megoldásai

Kettős integrál Hármas integrál. Többes integrálok. Sáfár Orsolya május 13.

A Maxwell-féle villamos feszültségtenzor

Káprázás -számítási eljárások BME - VIK

a térerősség mindig az üreg falára merőleges, ezért a tér ott nem gömbszimmetrikus.

3. MOZGÁS GRAVITÁCIÓS ERŐTÉRBEN, KEPLER-TÖRVÉNYEK

Térbeli polárkoordináták alkalmazása egy pont helyének, sebességének és gyorsulásának leírására

Fizika A2E, 5. feladatsor

(Gauss-törvény), ebből következik, hogy ρössz = ɛ 0 div E (Gauss-Osztrogradszkij-tételből) r 3. (d 2 + ρ 2 ) 3/2

4. STACIONÁRIUS MÁGNESES TÉR

ELEKTROMÁGNESSÉG. (A jelen segédanyag, az előadás és a számonkérés alapja:) Hevesi Imre: Elektromosságtan, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 2007

2014/2015. tavaszi félév

Fogaskerekek III. Általános fogazat

0, különben. 9. Függvények

Analízis III. gyakorlat október

Sugárzás és szórás. ahol az amplitúdófüggvény. d 3 x J(x )e ikˆxx. 1. Számoljuk ki a szórási hatáskeresztmetszetet egy

Elektromos polarizáció: Szokás bevezetni a tömegközéppont analógiájára a töltésközéppontot. Ennek definíciója: Qr. i i

Optika gyakorlat 6. Interferencia. I = u 2 = u 1 + u I 2 cos( Φ)

A Coulomb-törvény : 4πε. ahol, = coulomb = 1C. = a vákuum permittivitása (dielektromos álladója) elektromos térerősség : ponttöltés tere : ( r)

1. Feladatok a dinamika tárgyköréből

Fizika és 3. Előadás

Fizika és 6. Előadás

T obbv altoz os f uggv enyek integr alja. 3. r esz aprilis 19.

FIZIKA. Ma igazán feltöltődhettek! (Elektrosztatika) Dr. Seres István

Megjegyzés: Amint már előbb is említettük, a komplex számok

Makromolekulák fizikája

6. MECHANIKA-STATIKA GYAKORLAT Kidolgozta: Triesz Péter egy. ts. Négy erő egyensúlya, Culmann-szerkesztés, Ritter-számítás

1. MECHANIKA-STATIKA GYAKORLAT (kidolgozta: Triesz Péter, egy. ts.; Tarnai Gábor, mérnök tanár) Trigonometria, vektoralgebra

Felügyelt önálló tanulás - Analízis III.

NULLADIK MATEMATIKA szeptember 7.

1. ábra. 24B-19 feladat

A Coulomb-törvény : ahol, = coulomb = 1C. = a vákuum permittivitása (dielektromos álladója) k 9 10 F Q. elektromos térerősség : ponttöltés tere :

17. tétel A kör és részei, kör és egyenes kölcsönös helyzete (elemi geometriai tárgyalásban). Kerületi szög, középponti szög, látószög.

3.1. ábra ábra

FIZIKA. Ma igazán feltöltődhettek! (Elektrosztatika) Dr. Seres István

1. fejezet. Gyakorlat C-41

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

MODELLEZÉS - SZIMULÁCIÓ

Tevékenység: Olvassa el a jegyzet oldalain található tananyagát! Tanulmányozza át a segédlet 11. fejezetében lévı kidolgozott feladatot!

Szilárd testek rugalmas alakváltozásai Nyú y j ú tás y j Hooke törvény, Hooke törvén E E o Y un un modulus a f eszültség ffeszültség

HARDVEREK VILLAMOSSÁGTANI ALAPJAI

azonos sikban fekszik. A vezetőhurok ellenállása 2 Ω. Számítsuk ki a hurok teljes 4.1. ábra ábra

IVÁNYI AMÁLIA HARDVEREK VILLAMOSSÁGTANI ALAPJAI

Síkbeli polárkoordináta-rendszerben a test helyvektora, sebessége és gyorsulása általános esetben: r = r er

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

Fizika 1 Mechanika órai feladatok megoldása 9. hét. , ahol ρ a sűrűség (ami lehet helyfüggő is), és M = ρ dv az össztömeg. ϕ=104,45 d=95,84 pm !,!

Optika gyakorlat 2. Geometriai optika: planparalel lemez, prizma, hullámvezető

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

15. Többváltozós függvények differenciálszámítása

dr 2 # r 2 d* 2 # r 2 sin 2 *d+ 2 t = ["#,#]

BME Gépészmérnöki Kar 3. vizsga (112A) Név: 1 Műszaki Mechanikai Tanszék január 11. Neptun: 2 Szilárdságtan Aláírás: 3

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

17. előadás: Vektorok a térben

Jelölések. GBN304G Alkalmazott kartográfia II. gyakorlat Térképi vetületekkel kapcsolatos feladatok. Unger János. x;y) )?

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

Kalkulus. Komplex számok

VALÓSÁGOS ÖRVÉNYEK IDEÁLIS ÖRVÉNYEK MEGMARADÁSI ELVEI






Optika gyakorlat 3. Sugáregyenlet, fényterjedés parabolikus szálban, polarizáció, Jones-vektor. Hamilton-elv. Sugáregyenlet. (Euler-Lagrange egyenlet)

A stacionárius elektromos áram és a mágneses tér kapcsolata

A Hamilton-Jacobi-egyenlet

Fizika Előadás

Matematika A1. 8. feladatsor. Dierenciálás 2. Trigonometrikus függvények deriváltja. A láncszabály. 1. Határozzuk meg a dy/dx függvényt.

2.2. ELMÉLETI KÉRDÉSEK ÉS VÁLASZOK EGYETEMI MÉRNÖKHALLGATÓK SZÁMÁRA

A Maxwell-egyenletrendszer:

Elektrodinamika. Bevezetés

anal2_04_implicit_es_integral.nb 1

Kettős és többes integrálok

Modern Fizika Labor. 2. Elemi töltés meghatározása

Komplex számok. (a, b) + (c, d) := (a + c, b + d)

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

Trigonometrikus egyenletek megoldása Azonosságok és 12 mintapélda

Tervezés I. Belsőtér BME-VIK 1

Mezőszimuláció végeselem-módszerrel házi feladat HANGSZÓRÓ LENGŐTEKERCSÉRE HATÓ ERŐ SZÁMÍTÁSA

FIZIKA II. Dr. Rácz Ervin. egyetemi docens

Elektromos állapot. Görög tudomány, Thales ηλεκτρν=borostyán (elektron) Elektromos állapot alapjelenségei. Elektroszkóp

4. Előadás A mátrixoptika elemei

Egyszabadságfokú grejesztett csillapított lengõrendszer vizsgálata

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

IV x. 2,18 km magasan van a hôlégballon.

1. Az előző előadás anyaga

NE HABOZZ! KÍSÉRLETEZZ!

Komplex számok. Wettl Ferenc előadása alapján Wettl Ferenc előadása alapján Komplex számok / 18

CIKLOIS TÍPUSÚ GÖRBÉK ÁBRÁZOLÁSA GEOGEBRÁVAL

Rezgőmozgás. A mechanikai rezgések vizsgálata, jellemzői és dinamikai feltétele

Megoldások. 25. x y Aszimptoták: y = ±x 29. Aszimptoták: y = ±x. 31. Aszimptoták: y = ±2x 33. Aszimptoták: y = ± x 2

5. előadás. Skaláris szorzás

Tömegpontok mozgása egyenes mentén, hajítások

4. fejezet. Egyváltozós valós függvények deriválása Differenciálás a definícióval

Antennák és hullámterjedés 6 óra

Átírás:

Név: Pontsám: Sámítási Módseek a Fiikában ZH 1 1. Feladat 2 pont A éjsakai pillangók a Hold fénye alapján tájékoódnak: úgy epülnek, ogy a Holdat állandó sög alatt lássák! A lepkétől a Hold felé mutató vekto és a sebességük által beát sög állandó. Sajnos a lepkék gyakan össetévestik a Hold fényét egy gyetya fényével, amely sámuka végetes követkeményekkel já. α v e ϕ Kedetben a lepke távolsága van a gyetya lángjától. Adjuk meg a lepke sebességének e és e ϕ vektookkal páuamos komponenseit! Hogyan váltoik időben a lepke távolsága a gyetyától, a a sebességének a nagysága állandó? Mennyi ideig les még életben a lepke? Hasnáljunk polá koodinátákat! e A ábáól leolvasató: α v e φ ṙ = v cosα ϕ = v sinα = v cosαt t = v cosα, e aol t a a idő, amely alatt a lepke a gyetya lángjába é.

2. Feladat 2 pont Sámítsuk ki a otációját enge koodináta endseben a követkeő vektotének: A = m 3, aol m egy állandó vekto! Célseű a tengely iányát m-mel páuamosan válastani. Válassuk a tengelyt m-mel páuamosan! Ekko m = m = ρ cosϕ ρ sinϕ és a ossa = ρ 2 + 2. A elyvektot a engekoodináta endse egységvektoaival a követkeőképpen adatjuk meg: = ρe + e, aol e = cosϕ sinϕ e ϕ = sinϕ cosϕ e = Íjuk fel elősö a A vektoteet a enge koodinátákkal: A = me ρe + e ϕ mρ = ρ 2 + 2 3/2 ρ 2 + 2 e 3/2 ϕ = A ϕ e ϕ, teát a vektotének csak A ϕ komponense van. Hasnáljuk fel a otáció képletét: 1 A A = ρ ϕ A ϕ Aρ e + A e ϕ + 1 ρ ρ ρ ρa ϕ A ρ e. ϕ Miután csak A ϕ komponensünk van A = A ϕ e + 1 ρ ρ ρa ϕ e. mρ ρ = 3m ρ 2 + 2 3/2 ρ 2 + 2 5/2 ρ mρ 2 = m 22 ρ 2 ρ 2 + 2 3/2 ρ 2 + 2 ρ, 5/2 vagyis 3ρ A = m ρ 2 + 2 e 5/2 + m 22 ρ 2 ρ 2 + 2 e 5/2.

3. Feladat 2 pont Egy omogén ρ sűűségű, sugaú gömb tetejét a köéppontjától magasságban a sugaáa meőleges síkkal lemetsük. Hatáouk meg a így kapott testnek a tömegköéppontját! Dolgounk enge koodináta endseben! A tömegköéppont megatáoásáo két integált kell megatáonunk: M = ρ dv tkp = 1 M ρ dv Elősö sámítsuk ki a első integált! Henge koodináta endseben a sugá a magasság függvénye: = 2 2, aol a csonkolt gömb sugaa. Figyelembe véve, ogy a Jacobi detemináns, a ámas integál a követkeő les: 2 2 M = ρ d d = ρπ 2 2 d = ρπ 2 2 dϕ = 2ρπ d d = 2ρπ 2 13 3 = ρπ d 1 2 2 2 + 3 1 3 3 + 3 2 2 Ellenőésként a =, akko vissakapjuk a gömb V = 4/3π 3 téfogatát. Hatáouk meg a második integált is. Könnyen ellenőietjük, ogy a enge simmetia miatt csak a tömegköéppont komponense különböik nullától. A integálási atáok váltoatlanok maadnak, csak a integandus módosul: tkp = 1 M ρ = 1 M ρπ 2 2 d d = 1 4M ρπ2 2 2 Vissaelyettesítve a M tömeget: dϕ = 1 M 2ρπ 2 2 d = 1 M ρπ 1 2 2 2 1 4 4 tkp = 3 2 2 2 4 2 3 + 3 2 3 2 2 d d = 2 1 M ρπ d 1 2 2 2 2 = 1 1 M ρπ 2 2 2 4 1 4 4 4

4. Feladat 2 pont Hatáuk meg egy sugaú gömbe a felajtó eő nagyságát, a a nyomás a követkeőképpen váltoik a magassággal: p = p e +. A gömb köéppontja a oigóban van. Dolgounk gömbi koodináta endseben. A kisámítandó integál: F = pda. A felületelem vekto: da = ϑ ϕ = cosϑ cosϕ cosϑ sinϕ sinϑ A integál egyes komponensei teát: sinϑ sinϕ cosϕ = 2 sinϑ sinϑ cosϕ sinϑ sinϕ cosϑ F x = p e dϕ e cosϑ 2 sin 2 ϑ cosϕdϑ =, nyilvánvalóan a cosϕ integálja eltünik. Hasonlóan eltünik a eő y komponense is, így csak a iányú össetevőt kell megatáonunk: F = p e dϕ e cosϑ 2 cosϑ sinϑdϑ = 2πp e e cosϑ 2 cosϑ sinϑdϑ. Hasnáljuk a x = cosϑ elyettesítést, ekko dx = sinϑdϑ és a integál a követkeő alaka egyseűsödik: F = 2πp e 1 e x 2 xdx = 2π 2 p e x x e 1 F = 2π 2 p e e + e + 2 2 e e = 2π 2 p + 1 e x dx 1 + e 2 + e 2 1

5. Feladat 2 pont A ábán látató felületet a követkeőképpen paametiálatjuk: x = sinue u cosv y = sinue u sinv = u aol π/6 u π és v 2π. A Stokes tétel segítségével atáouk meg a e da integált a megadott felülete, aol e a iányú egységvekto! Felasnálatjuk, ogy otxe y = e. A Stokes tétel seint otvda = Vd. A mi esetünkben a felületi integál elyett egy olyan át göbe mentén kell integálni, amely köülöleli a felületet. Nyilvánvalóan a felület "nyakánál", amiko u = π/6, találató egy ilyen kö alakú kontú, amelynek a sugaa = sinπ/6e π/6. A felületi integál teát a küvetkeő köintegállal atáoatjuk meg: xe y d Polá koodinátákban: és Teát a integál étékét beelyettesítve: d = xe y d = sinv cosv e y d = cosv dv 2 cos 2 vdv = π 2. xe y d = π 1 4 eπ/3. A Stokes tétel ételmében tetsőleges olyan felületet válastatunk, amelyet köbeá a göbe, amely mentén integálunk. E a állítás megegyeik a fluxus megmaadásával. Integálandó felületnek válassuk a alakat nyakánál lévő koongot. Ennek a felületnek a nomál vektoa e, így a felületi integál egyseűen a koong 2 π teületével egyeik meg, ögtön solgáltatva a elyes eedményt!