8.4.3 Beiting núllþáttareglu til að leysa raunverulegt kastvandamál
8.4.3 • 8.4.3 Beiting núllþáttareglu til að leysa raunverulegt kastvandamál
Verkefni
Við höfum séð annars stigs föll sem líkja eftir hæð hlutar í kasthreyfingu sem falli af tíma.
Hér eru tvær jafngildar skilgreiningar á sama falli, sem nálgar hæð hlutarins í metrum t sekúndum eftir að honum er kastað:
Hvaða skilgreining fallsins gerir okkur kleift að nota núllþáttaregluna til að finna hvenær hæð hlutarins er 0 metrar, það er hvenær hluturinn er á jörðinni?
Lausn
Sú sem notar annars stigs stæðu á þáttuðu formi.
Án þess að teikna graf skaltu ákvarða á hvaða tíma eða tímum hæð hlutarins er 0 metrar. Sýndu röksemdafærslu þína.
Lausn
Hæð hlutarins er 0 metrar eftir 6 sekúndur.
Beitum núllþáttareglunni á þáttuðu skilgreininguna:
Þar sem hlutnum var kastað þegar t = 0 á neikvæða lausnin ekki við í þessu samhengi. Raunhæfa lausnin er því t = 6.
Notaðu fallið á staðalformi til að ákvarða hæð hlutarins áður en hreyfingin hófst, þegar t = 0 sekúndur. Búðu þig undir að sýna röksemdafærslu þína.
Lausn
Hæð hlutarins er 18 metrar þegar t = 0.
Athugaðu skilning þinn
Jafngildu föllin hér að neðan líkja eftir hæð hlutar í metrum t sekúndum eftir að honum er kastað.
Án þess að teikna graf skaltu ákvarða á hvaða tíma hæð hlutarins er 0 metrar.
Valkostir:
8 sekúndur
4 sekúndur
0 sekúndur
Ítarefni
Við höfum áður skoðað föll sem tákna hreyfingu hluta í kasthreyfingu. Við greindum tvær jafngildar stæður sem skilgreina sama annars stigs fall, aðra á staðalformi og hina á þáttuðu formi.
Nú skoðum við svipað verkefni, en með viðbótarþekkingu á því hvernig fallið tengist núllþáttareglunni.
Lítum á dæmi.
Jafngildu föllin hér að neðan líkja eftir hæð hafnabolta í fetum t sekúndum eftir að hann er sleginn.
Með núllþáttareglunni gerir annars stigs stæðan á þáttuðu formi okkur kleift að finna auðveldlega hvenær hæð hafnaboltans er 0 fet.
Án þess að teikna graf getum við ákvarðað hvenær hafnaboltinn nær jörðu.
Beitum núllþáttareglunni til að leysa jöfnuna:
Setjum hvorn þátt jafnan 0 og leysum:
Þessi gildi á t eru núllstöðvar fallsins. Þar sem tíminn byrjar við t = 0 á neikvæða lausnin ekki við. Hafnaboltinn lendir því á jörðinni eftir 3 sekúndur.
Það er líka gagnlegt að þekkja fallið á staðalformi. Með því að setja 0 í stað t getum við ákvarðað í hvaða hæð hafnaboltinn var sleginn, þegar t = 0 sekúndur.
Hafnaboltinn var því sleginn í 3 feta hæð. Taktu eftir að punkturinn (0, 3) er skurðpunktur grafsins við y-ás.
Reyndu sjálf(ur)
Beiting núllþáttareglu til að leysa raunverulegt kastvandamál
Föllin hér að neðan líkja eftir hæð hlutar í fetum t sekúndum eftir að honum er kastað.
Án þess að teikna graf skaltu ákvarða hvenær hæð hlutarins er 0 fet.
Lausn
Beitum núllþáttareglunni á þáttuðu skilgreininguna:
Neikvæða lausnin á ekki við í þessu samhengi, þannig að hluturinn er í 0 feta hæð eftir 6 sekúndur.
Ákvarðaðu hæð hlutarins áður en honum er kastað.
Lausn
Setjum 0 í stað t í staðalforminu:
Upphafshæð hlutarins er 48 fet.