🗊Презентация Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям

Категория: Физика
Нажмите для полного просмотра!
Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №1Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №2Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №3Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №4Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №5Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №6Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №7Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №8Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №9Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №10Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №11Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №12Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №13Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №14Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №15Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №16Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №17Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №18Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №19Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №20Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №21Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №22Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №23Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №24Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №25Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №26Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №27Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №28Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №29Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №30Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №31Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №32Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №33Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №34Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №35Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №36Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №37Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №38Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №39Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №40Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №41Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям, слайд №42

Содержание

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Физические задачи,приводящие к дифференциальным уравнениям. Доклад-сообщение содержит 42 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации


Слайд 1





Физические задачи, 
приводящие к дифференциальным уравнениям
Описание слайда:
Физические задачи, приводящие к дифференциальным уравнениям

Слайд 2





Основные определения
   Дифференциальным называется  уравнение, содержащее 
   аргумент, 
   функцию этого аргумента, 
   производные этой функции.
Порядком дифференциального уравнения называется  наивысший порядок производной, входящей в данное уравнение
Примеры дифференциальных уравнений
Описание слайда:
Основные определения Дифференциальным называется уравнение, содержащее аргумент, функцию этого аргумента, производные этой функции. Порядком дифференциального уравнения называется наивысший порядок производной, входящей в данное уравнение Примеры дифференциальных уравнений

Слайд 3





Примеры дифференциальных уравнений
Описание слайда:
Примеры дифференциальных уравнений

Слайд 4





Задачи, приводящие к дифференциальным уравнениям
Задача о движении материальной точки под действием силы тяжести
Задача о радиоактивном распаде
Задачи об истечении жидкости из сосуда
Описание слайда:
Задачи, приводящие к дифференциальным уравнениям Задача о движении материальной точки под действием силы тяжести Задача о радиоактивном распаде Задачи об истечении жидкости из сосуда

Слайд 5





Движение материальной точки под действием силы тяжести ( основная задача)
   
   Материальная точка массой m свободно падает под действием силы тяжести. Найти закон движения точки 
                      (без учёта сопротивления воздуха).
Описание слайда:
Движение материальной точки под действием силы тяжести ( основная задача) Материальная точка массой m свободно падает под действием силы тяжести. Найти закон движения точки (без учёта сопротивления воздуха).

Слайд 6





Решение задачи о движении материальной точки
   Возьмём вертикальную ось 
   с началом отсчёта на поверхности Земли и  направим ее вверх. 
    Положение материальной точки  М определяется ее координатой S, которая зависит от времени t. 
    Пусть в  начальный момент времени точка находится на высоте  S0.
Описание слайда:
Решение задачи о движении материальной точки Возьмём вертикальную ось с началом отсчёта на поверхности Земли и направим ее вверх. Положение материальной точки М определяется ее координатой S, которая зависит от времени t. Пусть в начальный момент времени точка находится на высоте S0.

Слайд 7





Решение задачи о движении материальной точки
   
На точку действует сила, которая по второму закону Ньютона равна 
F=ma        (*)
   где     m - масса точки,    a – ускорение     
   
     Ускорение является второй производной от функции движения. Формула (*) примет вид:
    F=m S//(t)
Описание слайда:
Решение задачи о движении материальной точки На точку действует сила, которая по второму закону Ньютона равна F=ma (*) где m - масса точки, a – ускорение Ускорение является второй производной от функции движения. Формула (*) примет вид: F=m S//(t)

Слайд 8





Решение задачи о движении материальной точки
F=m S//(t)
Описание слайда:
Решение задачи о движении материальной точки F=m S//(t)

Слайд 9





Решение задачи о движении материальной точки
   
Сравним полученные формулы.
F=m S//(t)     и     F=P=-mg
 
Искомое дифференциальное уравнение имеет вид: 
   m S//(t) = -mg, 
или 
S//(t) = -g.
Описание слайда:
Решение задачи о движении материальной точки Сравним полученные формулы. F=m S//(t) и F=P=-mg Искомое дифференциальное уравнение имеет вид: m S//(t) = -mg, или S//(t) = -g.

Слайд 10





Решение дифференциального уравнения
Описание слайда:
Решение дифференциального уравнения

Слайд 11





Нахождение постоянных интегрирования
В  начальный момент (t=0) 
                             скорость точки равна vo, 
 
                             
                              расстояние от начала отсчета
                                   до данной точки равно s0.
Описание слайда:
Нахождение постоянных интегрирования В начальный момент (t=0) скорость точки равна vo, расстояние от начала отсчета до данной точки равно s0.

Слайд 12





Материальная точка массой m свободно падает под действием силы тяжести. Найти закон движения точки 
      (без учёта сопротивления воздуха).

Ответ.
Описание слайда:
Материальная точка массой m свободно падает под действием силы тяжести. Найти закон движения точки (без учёта сопротивления воздуха). Ответ.

Слайд 13





Многовариантная задача
    Материальная точка находится  на высоте …… (число в метрах)  над уровнем земли, ее начальная скорость равна ……. (м/с) и направлена …. (вверх, вниз). 
       Определить 
на какой высоте будет находиться материальная точка  через … секунд;
через сколько секунд после начала движения точка достигнет наибольшей высоты и какова эта высота;
через сколько секунд после начала движения точка коснется земли?
Описание слайда:
Многовариантная задача Материальная точка находится на высоте …… (число в метрах) над уровнем земли, ее начальная скорость равна ……. (м/с) и направлена …. (вверх, вниз). Определить на какой высоте будет находиться материальная точка через … секунд; через сколько секунд после начала движения точка достигнет наибольшей высоты и какова эта высота; через сколько секунд после начала движения точка коснется земли?

Слайд 14





Комментарии для учителя
    В приложении 1  к данной работе предложена расчетная таблица, которая по произвольно выбранным параметрам предлагает  ответ.
  Таблица выполнена в программе Microsoft Office Excel 2003
Описание слайда:
Комментарии для учителя В приложении 1 к данной работе предложена расчетная таблица, которая по произвольно выбранным параметрам предлагает ответ. Таблица выполнена в программе Microsoft Office Excel 2003

Слайд 15





Радиоактивный распад
   Радиоактивным распадом   называются самопроизвольные превращения ядер атомов некоторых элементов в ядра других элементов, сопровождающиеся альфа-, бета- и гамма-излучением. 
   Радиоактивный распад носит статистический характер: ядра атомов распадаются не одновременно все сразу, а в течение всего времени существования данного изотопа.
Описание слайда:
Радиоактивный распад Радиоактивным распадом называются самопроизвольные превращения ядер атомов некоторых элементов в ядра других элементов, сопровождающиеся альфа-, бета- и гамма-излучением. Радиоактивный распад носит статистический характер: ядра атомов распадаются не одновременно все сразу, а в течение всего времени существования данного изотопа.

Слайд 16





Радиоактивный распад
   Установлено, что количество атомов, распадающихся в единицу времени, составляет определённую, постоянную для каждого изотопа часть количества его нераспавшихся атомов. 
   Эта часть называется постоянной распада 
   и обозначается буквой λ.
Описание слайда:
Радиоактивный распад Установлено, что количество атомов, распадающихся в единицу времени, составляет определённую, постоянную для каждого изотопа часть количества его нераспавшихся атомов. Эта часть называется постоянной распада и обозначается буквой λ.

Слайд 17





Радиоактивный распад
     Время Т, в течение которого распадается половина количества атомов изотопа, называется периодом полураспада этого изотопа. 
    
    Периоды полураспада для различных изотопов различны. 
   Например,      для радия Т=1590 лет,
			 для урана Т=4,6 млрд. лет, 
			 для радиоактивного кобальта Т=5,3 года,
			 для радона Т=3,82 суток.
Описание слайда:
Радиоактивный распад Время Т, в течение которого распадается половина количества атомов изотопа, называется периодом полураспада этого изотопа. Периоды полураспада для различных изотопов различны. Например, для радия Т=1590 лет, для урана Т=4,6 млрд. лет, для радиоактивного кобальта Т=5,3 года, для радона Т=3,82 суток.

Слайд 18





Радиоактивный распад
   Между периодом полураспада Т и постоянной распада λ имеется связь:
Описание слайда:
Радиоактивный распад Между периодом полураспада Т и постоянной распада λ имеется связь:

Слайд 19





Радиоактивный распад
(основная задача)
      Установить для радиоактивных изотопов зависимость количества нераспавшихся атомов от времени распада
Описание слайда:
Радиоактивный распад (основная задача) Установить для радиоактивных изотопов зависимость количества нераспавшихся атомов от времени распада

Слайд 20





Решение задачи 
о радиоактивном распаде
  Условие того, что количество атомов N, распадающихся в единицу времени, составляет определённую, постоянную для каждого изотопа часть количества его нераспавшихся атомов,
 выражается формулой 
dN=- λNdt, 
     где  λ- постоянная распада 
      Знак «-» показывает, что число N нераспавшихся атомов с течением времени уменьшается.
Описание слайда:
Решение задачи о радиоактивном распаде Условие того, что количество атомов N, распадающихся в единицу времени, составляет определённую, постоянную для каждого изотопа часть количества его нераспавшихся атомов, выражается формулой dN=- λNdt, где λ- постоянная распада Знак «-» показывает, что число N нераспавшихся атомов с течением времени уменьшается.

Слайд 21





Решение дифференциального уравнения     
dN=- λNdt 
Разделяем переменные:
Интегрируем:
Получаем решение 
дифференциального уравнения:
             
               или
Описание слайда:
Решение дифференциального уравнения dN=- λNdt Разделяем переменные: Интегрируем: Получаем решение дифференциального уравнения: или

Слайд 22





Нахождение  константы интегрирования 
из начальных условий (N=N0 при t=0) 
       получим
Описание слайда:
Нахождение константы интегрирования из начальных условий (N=N0 при t=0) получим

Слайд 23





Радиоактивный распад
(основная задача)
Установить для радиоактивных изотопов зависимость количества нераспавшихся атомов от времени распада t  и от количества нераспавшихся атомов  N0  в начальный момент/
Ответ.
Описание слайда:
Радиоактивный распад (основная задача) Установить для радиоактивных изотопов зависимость количества нераспавшихся атомов от времени распада t и от количества нераспавшихся атомов N0 в начальный момент/ Ответ.

Слайд 24





Многовариантная задача
   Определить какая часть атомов …..  (указать радиоактивный изотоп) распадется за …….  (количество) лет
Описание слайда:
Многовариантная задача Определить какая часть атомов ….. (указать радиоактивный изотоп) распадется за ……. (количество) лет

Слайд 25





Комментарии для учителя
    
    В приложении 2 к данной работе предложена расчетная таблица, которая по произвольно выбранным параметрам предлагает  ответ.
  Таблица выполнена в программе Microsoft Office Excel 2003
Описание слайда:
Комментарии для учителя В приложении 2 к данной работе предложена расчетная таблица, которая по произвольно выбранным параметрам предлагает ответ. Таблица выполнена в программе Microsoft Office Excel 2003

Слайд 26





Задача №1 
об истечении жидкости
   Резервуар, наполненный водой, имеет форму цилиндра с высотой Н и площадью основания S. 
   В дне резервуара сделано отверстие площади s, через которое за 1 час вылилось m/p всей воды. 
   Через какое временя вся вода вытечет из резервуара?
Решение
Описание слайда:
Задача №1 об истечении жидкости Резервуар, наполненный водой, имеет форму цилиндра с высотой Н и площадью основания S. В дне резервуара сделано отверстие площади s, через которое за 1 час вылилось m/p всей воды. Через какое временя вся вода вытечет из резервуара? Решение

Слайд 27





Решение задачи №1 
об истечении жидкости
  
   За время dt уровень жидкости понизится на dh. Следовательно,  объем dV вытекшей жидкости будет равен 
dV= - S · dh ,
где  S - площадь основания цилиндра. (знак «-» в правой части соответствует уменьшению объема).
Описание слайда:
Решение задачи №1 об истечении жидкости За время dt уровень жидкости понизится на dh. Следовательно, объем dV вытекшей жидкости будет равен dV= - S · dh , где S - площадь основания цилиндра. (знак «-» в правой части соответствует уменьшению объема).

Слайд 28





Решение задачи №1 
об истечении жидкости 

  С другой стороны, этот объем жидкости dV из цилиндрического резервуара вытечет через трубку, площадь сечения которой равна S, 
  =>    dV=s·l, 
    
    где l  -  высота столба жидкости в трубке.
Описание слайда:
Решение задачи №1 об истечении жидкости С другой стороны, этот объем жидкости dV из цилиндрического резервуара вытечет через трубку, площадь сечения которой равна S, => dV=s·l, где l - высота столба жидкости в трубке.

Слайд 29





Решение задачи №1 
об истечении жидкости 

    Высота столба жидкости  l в трубке соответствует пути, который капля жидкости  прошла со скоростью v за время dt
 
     =>       l=v·dt 
 
            и
Описание слайда:
Решение задачи №1 об истечении жидкости Высота столба жидкости l в трубке соответствует пути, который капля жидкости прошла со скоростью v за время dt => l=v·dt и

Слайд 30





Решение задачи №1 
об истечении жидкости 

На основе полученных формул 
(1) dV= - S · dh
(2) dV=s·l 
(3) l=v·dt
(4)
  составим дифференциальное уравнение
Описание слайда:
Решение задачи №1 об истечении жидкости На основе полученных формул (1) dV= - S · dh (2) dV=s·l (3) l=v·dt (4) составим дифференциальное уравнение

Слайд 31





Решение дифференциального уравнения
Разделяем переменные:
Интегрируем:
Из начальных условий (t=0 и h=H) получаем:
Таким образом решение принимает вид
Описание слайда:
Решение дифференциального уравнения Разделяем переменные: Интегрируем: Из начальных условий (t=0 и h=H) получаем: Таким образом решение принимает вид

Слайд 32





   В условии говорится, что  за 1 час уровень воды стал равным m/p от первоначального.
   В условии говорится, что  за 1 час уровень воды стал равным m/p от первоначального.
    Рассмотрим функцию  при условии  t=1 и h=m/p∙H,    получим:
     
      
     Данное уравнение примет вид:
                          или
Описание слайда:
В условии говорится, что за 1 час уровень воды стал равным m/p от первоначального. В условии говорится, что за 1 час уровень воды стал равным m/p от первоначального. Рассмотрим функцию при условии t=1 и h=m/p∙H, получим: Данное уравнение примет вид: или

Слайд 33





   Теперь мы можем ответить на основной вопрос задачи:   через сколько времени вода вытечет из   резервуара.
   Теперь мы можем ответить на основной вопрос задачи:   через сколько времени вода вытечет из   резервуара.
    
      h=0 при
Описание слайда:
Теперь мы можем ответить на основной вопрос задачи: через сколько времени вода вытечет из резервуара. Теперь мы можем ответить на основной вопрос задачи: через сколько времени вода вытечет из резервуара. h=0 при

Слайд 34





Задача №2 на истечение жидкостей
     За какое время вода вытечет из полусферической чаши диаметром D через круглое отверстие радиусом r, вырезанное на дне чаши?
Решение задачи №2
Описание слайда:
Задача №2 на истечение жидкостей За какое время вода вытечет из полусферической чаши диаметром D через круглое отверстие радиусом r, вырезанное на дне чаши? Решение задачи №2

Слайд 35





Решение задачи №2
Площадь сечения S сферической чаши равна 
Площадь отверстия радиуса r равна
Описание слайда:
Решение задачи №2 Площадь сечения S сферической чаши равна Площадь отверстия радиуса r равна

Слайд 36





Решение задачи №2(начало)
Описание слайда:
Решение задачи №2(начало)

Слайд 37





Решение задачи №2(продолжение)
Описание слайда:
Решение задачи №2(продолжение)

Слайд 38





Решение задачи № 2(продолжение)
      Высота столба жидкости  l в трубке соответствует пути, который капля жидкости  прошла 
со скоростью v за время dt
=>       l=v·dt 
 
            и
    Таким образом,
Описание слайда:
Решение задачи № 2(продолжение) Высота столба жидкости l в трубке соответствует пути, который капля жидкости прошла со скоростью v за время dt => l=v·dt и Таким образом,

Слайд 39





Решение задачи № 2(продолжение)
Описание слайда:
Решение задачи № 2(продолжение)

Слайд 40





Решение дифференциального уравнения
Разделяем переменные:
Интегрируем:
Из начальных условий (t=0 и h=R) получаем:
Таким образом решение принимает вид
Описание слайда:
Решение дифференциального уравнения Разделяем переменные: Интегрируем: Из начальных условий (t=0 и h=R) получаем: Таким образом решение принимает вид

Слайд 41





Решение задачи №2 (окончание)
Описание слайда:
Решение задачи №2 (окончание)

Слайд 42





Работу выполнили:

   Ученики 11 «а» класса 
   ГОУ СОШ №420 г.Москвы
        
               Галкин Николай
               Киселев Дмитрий
                   2007 год
Описание слайда:
Работу выполнили: Ученики 11 «а» класса ГОУ СОШ №420 г.Москвы Галкин Николай Киселев Дмитрий 2007 год



Похожие презентации
Mypresentation.ru
Загрузить презентацию