שינויים

קפיצה אל: ניווט, חיפוש
====נפילה חופשית כולל התנגדות אוויר====
*גוף בעל מסה <math>m</math> נמצא בנפילה חופשית, מצד אחד הוא מושפע מכוח הכבידה שנחשב קבוע <math>m\cdot g</math> ומצד שני מכוח התנגדות האוויר.
*במהירויות גבוהות נניח שהוא פרופורציונלי למהירות הנפילה בריבוע <math>b\cdot v^2</math>, ובמהירויות נמוכות נניח שהוא פרופורציונלי למהירות הנפילה <math>bv</math>.
 
 
=====במהירות גבוהה=====
*לפי החוק השני של ניוטון <math>m\cdot a = gm -b\cdot v^2</math>.
*כלומר <math>v'=g-\frac{b}{m}v^2</math>
*נבצע הפרדת משתנים <math>\frac{1}{g-\frac{b}{m}v^2}dv=dt</math>
*נבצע פירוק לשברים חלקיים:
*<math>\frac{1}{g-\frac{b}{m}v^2}=\frac{1}{(\sqrt{g}-\sqrt{\frac{b}{m}}\cdot v)(\sqrt{g}+\sqrt{\frac{b}{m}}\cdot v)}=\frac{1}{2\sqrt{g}}\left(\frac{1}{\sqrt{g}+\sqrt{\frac{b}{m}}\cdot v}+\frac{1}{\sqrt{g}-\sqrt{\frac{b}{m}}\cdot v}\right)</math>
*ולכן <math>\int \frac{1}{g-\frac{b}{m}v^2}dv=\frac{\sqrt{b}}{2\sqrt{g\cdot m}}\ln\left|\frac{\sqrt{g}+\sqrt{\frac{b}{m}}\cdot v}{\sqrt{g}-\sqrt{\frac{b}{m}}\cdot v}\right|</math>
*מצד שני <math>\int dt=t+c</math>
*לכן <math>\frac{\sqrt{g}+\sqrt{\frac{b}{m}}\cdot v}{\sqrt{g}-\sqrt{\frac{b}{m}}\cdot v}=Ce^{2\sqrt{\frac{g\cdot m}{b}}t}</math>
*נסדר קצת <math>v=\sqrt{\frac{g\cdot m}{b}}\cdot \left(1-\frac{2}{Ce^{2\sqrt{\frac{g\cdot m}{b}}t}}\right)</math>
*נשים לב שכאשר <math>t\to\infty</math> אנו מתכנסים ל[https://en.wikipedia.org/wiki/Terminal_velocity מהירות הסופית] <math>\sqrt{\frac{g\cdot m}{b}}</math>.
*אם זו הייתה המהירות ההתחלתית היינו מקבלים פונקצית מהירות קבועה.
 
 
=====במהירות נמוכה=====
*לפי החוק השני של ניוטון <math>m\cdot a = gm -b\cdot v</math>.
*כלומר קיבלנו את המד"ר הלינארית <math>v'+\frac{b}{m}v=g</math>.
*נלמד איך לפתור אותה בהמשך.
==הרצאה 2 מד"ר הומוגנית, מד"ר לינאריות מסדר ראשון ומשוואת ברנולי==
**ראשית, נשים לב כי <math>p(x)=-r</math> ו<math>q(x)=0</math>.
**כלומר זו מד"ר לינארית הומוגנית, והפתרון הכללי הוא <math>y=C\cdot e^{-\int (-r)dx}=C\cdot e^{rx}</math>
 
 
====נפילה חופשית כולל התנגדות אוויר====
*גוף בעל מסה <math>m</math> נמצא בנפילה חופשית, מצד אחד הוא מושפע מכוח הכבידה שנחשב קבוע <math>m\cdot g</math> ומצד שני מכוח התנגדות האוויר.
*במהירויות גבוהות נניח שהוא פרופורציונלי למהירות הנפילה בריבוע <math>b\cdot v^2</math>, ובמהירויות נמוכות נניח שהוא פרופורציונלי למהירות הנפילה <math>bv</math>.
 
 
=====במהירות גבוהה=====
*לפי החוק השני של ניוטון <math>m\cdot a = gm -b\cdot v^2</math>.
*כלומר <math>v'=g-\frac{b}{m}v^2</math>
*נבצע הפרדת משתנים <math>\frac{1}{g-\frac{b}{m}v^2}dv=dt</math>
*נבצע פירוק לשברים חלקיים:
*<math>\frac{1}{g-\frac{b}{m}v^2}=\frac{1}{(\sqrt{g}-\sqrt{\frac{b}{m}}\cdot v)(\sqrt{g}+\sqrt{\frac{b}{m}}\cdot v)}=\frac{1}{2\sqrt{g}}\left(\frac{1}{\sqrt{g}+\sqrt{\frac{b}{m}}\cdot v}+\frac{1}{\sqrt{g}-\sqrt{\frac{b}{m}}\cdot v}\right)</math>
*ולכן <math>\int \frac{1}{g-\frac{b}{m}v^2}dv=\frac{\sqrt{b}}{2\sqrt{g\cdot m}}\ln\left|\frac{\sqrt{g}+\sqrt{\frac{b}{m}}\cdot v}{\sqrt{g}-\sqrt{\frac{b}{m}}\cdot v}\right|</math>
*מצד שני <math>\int dt=t+c</math>
*לכן <math>\frac{\sqrt{g}+\sqrt{\frac{b}{m}}\cdot v}{\sqrt{g}-\sqrt{\frac{b}{m}}\cdot v}=Ce^{2\sqrt{\frac{g\cdot m}{b}}t}</math>
*נסדר קצת <math>v=\sqrt{\frac{g\cdot m}{b}}\cdot \left(1-\frac{2}{Ce^{2\sqrt{\frac{g\cdot m}{b}}t}}\right)</math>
*נשים לב שכאשר <math>t\to\infty</math> אנו מתכנסים ל[https://en.wikipedia.org/wiki/Terminal_velocity מהירות הסופית] <math>\sqrt{\frac{g\cdot m}{b}}</math>.
*אם זו הייתה המהירות ההתחלתית היינו מקבלים פונקצית מהירות קבועה.
 
 
=====במהירות נמוכה=====
*לפי החוק השני של ניוטון <math>m\cdot a = gm -b\cdot v</math>.
*כלומר קיבלנו את המד"ר הלינארית <math>v'+\frac{b}{m}v=g</math>.
*נלמד איך לפתור אותה בהמשך.