dr hab. Antoni C. Mituś, prof. PWr

Wrocław, 03.10.2012

Fizyka I

Lista 2 - Elementy kinematyki (ruch po linii prostej)

(zadania oznaczone (!) - w pierwszej kolejności; (*) - nadobowiazkowe)

,

1. (!) Obliczyć pochodne po zmiennej x nastepujacych funkcji: (a) 2 + x + x 3; (b) x 3 sin( x);

√

,

,

(c)

3 x; (d) sin( y 2); (e) cos3( x); (f) tg( x) ≡ sin( x) / cos( x); (g) xy sin( z); (h) f 2( x).

2. (!) Położenie punktu materialnego jest zadane za pomoca wyrażenia: x( t) = t 3 − 27 t + 4.

,

(a) Znaleźć funkcje, opisujace zależność od czasu predkości v( t) i przyspieszenia a( t).

,

,

(b) W jakiej chwili czasu v = 0?

(c) Naszkicować wykres x( t) i omówić ruch czastki dla t ≥ 0.

,

3. (!) Położenie punktu materialnego dane jest funkcja x( t) = e−t sin t ( t ≥ 0).

,

(a) Wyznaczyć predkość v( t) i przyspieszenie a( t) tego punktu.

,

(b) Naszkicować wykresy x( t) , v( t) , a( t).

(c) (*) Wyznaczyć momenty czasu dla których (a) predkość i (b) przyspieszenie przyj-

,

muja wartości ekstremalne.

,

4. (*) Położenia dwóch punktów materialnych wynosza x

,

1( t) = v 0 t, x 2( t) = 1 − t 2

( t ≥ 0).

Dla jakiej wartości v 0 oba punkty w chwili spotkania maja te sama wartość bezwzgledna

,

,

,

,

,

predkości?

,

R

R

R

5. (!) Obliczyć nastepujace całki: (a)

1 dx; (b) 1 x 2 dx; (c) b(1 + x + 2 x 3) dx; (d)

,

,

0

0

a

R

R

π sin( x) dx; (e) 3 2 x− 2 dx.

0

1

6. (!) Przyspieszenie punktu materialnego dane jest wyrażeniem a( t) = t.

(a) Znaleźć zależność v( t) predkości punktu od czasu, jeżeli wiadomo, że v(0) = 0.

,

(b) Znaleźć zależność x( t) położenia punktu od czasu, jeżeli wiadomo, że x(0) = 1.

7. (!) Skrytykować (znaleźć bład) nastepujace rozumowanie: Achilles goni żółwia. Dobiega

,

,

,

do miejsca w którym żółw był przed chwila. Ten jednak przebył w tym czasie pewna droge.

,

,

,

Achilles znów dobiega .. itd. A wiec nigdy nie dogoni żółwia.

,

8. (!) Oszacować (podać rzad wielkości) liczb piłek używanych na Euro 2012, które zmieści-

,

łyby sie wewnatrz Ziemi.

,

,

Uzupełnienia

Uzupełnienie 1: pochodne

¡

¢

• αf ( x) + βg( x) 0 = αf 0( x) + βg0( x) ( α, β ∈ R).

¡

¢

¡

¢

• f ( x) g( x) 0 = f 0( x) g( x) + f ( x) g0( x), f ( x) 0 = f0( x) g( x) −f( x) g0( x) .

g( x)

g 2( x)

¡ ¢

¡

¢

¡

¢

¡ ¢

• xn 0 = nxn− 1 , sin( x) 0 = cos( x) , cos( x) 0 = − sin( x) , ex 0 = ex.

Uzupełnienie 2: całka oznaczona

R b f( x) dx = Φ( b) − Φ( a), gdzie funkcja Φ( x) spełnia równanie: Φ 0( x) = f( x).

a

Uzupełnienie 3: dwa podstawowe wzory z wykładu:

R

R

x( T ) − x(0) = T v( t) dt;

v( T ) − v(0) = T a( t) dt.

0

0