最大速度の計算方法

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著者: Lewis Jackson
作成日: 13 5月 2021
更新日: 15 5月 2024
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速度の最大値(およびおそらくその最大値が発生する時間)を見つけるための速度の方程式が与えられた場合、微積分スキルが有利に働きます。ただし、数学が代数で停止する場合は、計算機を使用して答えを見つけます。速度の問題には、野球からロケットまで動くものが含まれます。

微積分の使用

    時間に関する速度方程式の導関数を取得します。この導関数は加速度の方程式です。たとえば、速度の方程式がv = 3sin(t)で、tが時間の場合、加速度の方程式はa = 3cos(t)です。

    加速方程式をゼロに設定し、時間を求めます。複数のソリューションが存在する可能性がありますが、これは問題ありません。加速度は速度方程式の傾きであり、導関数は元の直線の傾きにすぎないことに注意してください。勾配がゼロに等しい場合、線は水平です。これは極値、つまり最大値または最小値で発生します。例では、t = pi÷2およびt =(3pi)÷2の場合、a = 3cos(t)= 0です。

    各ソリューションをテストして、それが最大か最小かを判断します。極値のすぐ左の点と、すぐ右の別の点を選択します。加速度が左に負、右に正の場合、ポイントは最小速度です。加速度が左に正で、右に負の場合、ポイントは最大速度です。この例では、a = 3cos(t)はt = pi÷2の直前で正であり、直後で負であるため、最大値です。ただし、a = 3cos(t)は(3pi)÷2の直前に負であり、直後に正であるため、(3pi)÷2は最小です。

    複数の最大値を見つけた場合は、元の速度方程式に時間を差し込むだけで、それらの極値での速度を比較できます。速度が大きい方が絶対最大値です。

電卓を使用する

    「Y =」ボタンを押して、速度方程式を入力します。

    関数をグラフ化します。グラフを見て、最大値がどこにあるかを推定してください。

    「2番目」、「Calc」、「最大」を押します。矢印ボタンを使用して、最大値のすぐ左のグラフに沿って移動し、Enterキーを押します。最大値のすぐ右にある矢印を押し、もう一度「Enter」を押します。それらのポイント間の矢印と最大の位置のあなたの最高の推測を入力してください。

    電卓の時間(x値)と速度(y値)を記録し、最大値のより正確な解を求めます。

    元の速度方程式に正弦または余弦が含まれる場合、電卓が小数点以下の桁数が多いと報告する時間に注意してください。時間に対するあなたの本当の答えは、おそらく円周率に関係するかもしれません。小数時間をpiで除算します。商が分数に近い場合、電卓によって小数に丸められたその分数である可能性があります。グラフに戻り、「トレース」を押して、正確な分数を入力します-電卓のpiボタンを含みます。計算機が最初に見つけたのと同じ最大値を取得した場合、その最大値は実際にpiの小数倍で発生します。