Fyzikálny význam derivácie

1. V čom spočíva fyzikálny význam derivácie?

Riešenie:

  • Okamžitá rýchlosť v čase t0 je prvou deriváciou dráhy podľa času:

     v(t0) = s‘(t0).

  • Okamžité zrýchlenie v čase t0 je prvou deriváciou rýchlosti podľa času:

     a(t0) = v‘(t0)

Príklad:

Určite okamžitú rýchlosť a okamžité zrýchlenie pohybu v čase t, ktorého dráha je daná vzťahom :
fyzikalny-vyznam-derivacie-1


2.Kameň vyhodený z výšky h=10m kolmo nahor má počiatočnú rýchlosť v0=20m.s-1. Akú rýchlosť bude mať kameň v čase t=1,5s? Za aký čas dosiahne maximálnu výšku? Akú výšku dosiahne? (g = 10m.s-2)

Riešenie:

fyzikalny-vyznam-derivacie-2 

Rýchlosť kameňa v čase t = 1,5s je v = 5ms-1. Maximálnu výšku 30m dosiahne za 2 sekundy.


3.Teleso zíde po naklonenej rovine 50m dlhej za 10s. Aká je jeho konečná rýchlosť,ak predpokladáme,   že dráha je kvadratická funkcia času a že začiatočná rýchlosť je nulová.

Riešenie:

fyzikalny-vyznam-derivacie-3 

Konečná rýchlosť telesa je v = 10m.s-1 


4.Rýchlik idúci rýchlosťou 90km.h-1 má zabrzdiť tak, aby sa rovnomerne spomaleným pohybom zastavil na vzdialenosti 1km. Po akom čase zastaví?

Určite jeho rýchlosť po 10 sekundách od okamihu, keď začal brzdiť.
Prihláste sa pre zobrazenie riešenia


5.Zistite ako rýchle sa mení výška s tlakom vzduchu .

Vzorec, ktorý udáva výšku nad zemským povrchom v závislosti od tlaku vzduchu. (p0 – je normálny tlak vzduchu na hladine mora):

 fyzikalny-vyznam-derivacie-5z

Prihláste sa pre zobrazenie riešenia


6.Určite rýchlosť zmeny napätia (p) vodných pár od absolútnej teploty (T), ak platí:

fyzikalny-vyznam-derivacie-6z

(C,L,R sú konštanty)

Prihláste sa pre zobrazenie riešenia


7.Množstvo elektrického náboja Q , ktorý prechádza vodičom sa mení s časom podľa vzťahu Q = 3t2 +2t +2 . ( [Q] = C, [t] = sec )

Vypočítajte intenzitu okamžitého prúdu i v čase t = 1s. Zistite tiež , kedy sa bude intenzita i = 20 A.
Prihláste sa pre zobrazenie riešenia


8.V indukčnej cievke preteká prúd i = 15.sin5(3t), [i] = A, [t] = sec, [L = 0,03 H] Vypočítajte indukované elektromotorické napätie v čase t = 2π/9 sec. podľa vzťahu:

fyzikalny-vyznam-derivacie-8z
Prihláste sa pre zobrazenie riešenia

9.Teleso sa pohybuje po priamke a pre jeho výchylku z rovnovážnej polohy platí : y = 2cos2πt - 3sin2πt. Nájdite jeho rýchlosť v čase t = 1s a najväčšiu výchylku z rovnovážnej polohy. (y je v cm)

Prihláste sa pre zobrazenie riešenia


10.Výkon batérie s elektromotorickou silou E a vnútorným odporom Ri je : P = E.I – Ri.I2. Pri akom prúde dá batéria najväčší výkon? Určite tento výkon.

Prihláste sa pre zobrazenie riešenia


11.Pre výpočet dráhy harmonického pohybu platí s = A.sin(ω.t). Odvoďte vzťah pre výpočet rýchlosti a zrýchlenia harmonického pohybu.

Prihláste sa pre zobrazenie riešenia

12.Závislosť medzi množstvom a hmotnosťou pri niektorých chemických reakciách je daná rovnicou

x = A.(1 – e–kt). (A, k sú konštanty). 

Vypočítajte rýchlosť tejto reakcie.
Prihláste sa pre zobrazenie riešenia

13. Zotrvačník sa otáča, je pribrzdený a začne sa pohybovať podľa rovnice

fyzikalny-vyznam-derivacie-13z

Napíšte rovnicu uhlovej rýchlosti a zistite za aký čas prejde pohyb v rovnomerný otáčavý s uhlovou
rýchlosťou ω = π .

Prihláste sa pre zobrazenie riešenia

14.Pohyb piesta tam a späť závisí od času podľa rovnice s = –1,5t3 + 9t2 (cm). Vypočítajte maximálnu vzdialenosť, ktorú piest dosiahne za 4 sekundy. Určite tiež rýchlosti v0, v1,........v6.

Prihláste sa pre zobrazenie riešenia

15.Pri pohybe telesa je dráha popísaná rovnicou s = t2 + 3t – 5 (m) pričom v čase t = 0 sec. bola jeho rýchlosť nulová. Určite dráhu, rýchlosť a zrýchlenie v čase t = 5s. Určite tiež jeho kinetickú energiu, ak jeho hmotnosť je 8kg.

Prihláste sa pre zobrazenie riešenia

16.Teleso sa pohybuje po dráhe s = t2 – t3/3 + 3t + 8 (m). Vypočítajte

  • a.) za aký čas zastaví
  • b.) aké bude jeho zrýchlenie v čase t = 0,5s
  • c.) akú dráhu prejde teleso do zastavenia

Prihláste sa pre zobrazenie riešenia

17.Množstvo elektrického náboja, ktorý prechádza vodičom sa men podľa vzťahu Q = 2.t.e–t. Zistite čas, kedy sa intenzita prúdu bude rovnať nule.

Prihláste sa pre zobrazenie riešenia

18.Presvedčte sa, že daná funkcia opisujúca priebeh elektrického prúdu vybíjajúceho sa kondenzátora, vyhovuje diferenciálnej rovnici:

fyzikalny-vyznam-derivacie-18z 

Prihláste sa pre zobrazenie riešenia