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[Risolto] Esercizi matematica applicata?

  

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1. Sviluppando alcuni calcoli relativistici, Cinzia riesce a dimostrare che l'accelerazione istantanea dell'astronave $\mathrm{C}$ rispetto all'osservatore sulla Terra deve soddisfare l'equazione:
$$
a=g \sqrt{\left(1-\frac{v^{2}}{c^{2}}\right)^{3}},
$$
in cui $v$ è la velocità istantanea dell'astronave $\mathrm{C}$ rispetto alla Terra. Considerando che l'accelerazione è la derivata della velocità rispetto al tempo, verifica che la seguente legge della velocità soddisfa l'equazione dell'accelerazione:
$$
v(t)=\frac{g t}{\sqrt{1+\frac{g^{2} t^{2}}{c^{2}}}} .
$$
2. Studia il grafico della funzione $v(t)=\frac{g t}{\sqrt{1+\frac{g^{2}+2}{c^{2}}}}$ per $t \geq 0 \mathrm{~s}$, spiegando il significato del suo asintoto. Dal grafico di $v(t)$ deduci le proprietà del grafico che rappresenta la legge oraria $x(t)$.

Avrei bisogno di una mano con questi esercizi, il primo ho capito forse di dover fare una derivata ma non so come continuare. Il secondo non ho quasi idee. Grazie mille a chi mi aiuterà ❤️

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Autore
Postato da: @eidosm

g ( 1 + (gt/c)^2 )^(-3/2) * [ 1 + (gt/c)^2 - (gt/c)^2 ]

Scusa stavo rileggendo ora, non riesco proprio a capire come dalla formula prima sia passato a questo, potresti spiegare meglio? 

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1 Risposta



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E' drammaticamente simile a uno già visto

 

Per ora svolgo solo a) mi sembra che l'altro sia semplice

 

Devi dimostrare che calcolando dv/dt ottieni a

v = gt * [1 + (gt/c)^2 ]^(-1/2)

prendendo la derivata del prodotto

dv/dt = g [ (1 + (gt/c)^2 )^(-1/2) +

+ t *(-1/2) *( 1 + (gt/c)^2 )^(-3/2) * 2g^2 t/c^2 ] =

= g ( 1 + (gt/c)^2 )^(-3/2) * [ 1 + (gt/c)^2 - (gt/c)^2 ] =

= g ( 1 + (gt/c)^2 )^(-3/2)

dall'espressione di v deduci

v^2 ( 1 + (gt/c)^2 ) = (gt)^2

v^2 + (v/c)^2 (gt)^2 = (gt)^2

(gt)^2 [ 1 - (v/c)^2 ] = v^2

(gt)^2 = v^2/(1 - (v/c)^2)

(gt/c)^2 = (v/c)^2 / (1 - (v/c)^2)

e sostituendo

a = g [ 1 + (v/c)^2/(1 - (v/c)^2 ) ]^(-3/2) =

= g [ (1 - (v/c)^2 + (v/c)^2 )/(1 - (v/c)^2) ]^(-3/2) =

= g *1 (1 - (v/c)^2 )^(3/2) =

= g sqrt ((1 - (v/c)^2)^3)

Grazie mille,davvero! Il primo l'ho capito adesso☺️

Il secondo sì mi sembrava facile perché è uno studio di funzione ma in realtà non saprei che rispondere quando mi chiede il significato dell'asintoto e poi non capisco cosa intende con deduci le proprietà del grafico che rappresenta la legge oraria, cioè cosa vuole in particolare. Probabilmente una volta svolto sarà più semplice di quello che penso ma non avendo mai fatto esercizi così mi trovo senza idee. Quindi un chiarimento mi sarebbe molto utile,grazie ancora. 

Poiché v é sempre positiva e il suo limite per t ->oo é c, il punto materiale si muove sempre verso destra e per tempi molto lunghi il moto tende ad essere uniforme. Non mi sembra che ti chieda esplicitamente il calcolo delle primitive x(t) anche se non sarebbe difficile.

Per caso sapresti farmi vedere come dovrebbe venire il grafico, così controllo di non sbagliare, questo ovviamente se non richiede troppo tempo. Grazie 



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