2020年10月30日

微分・積分は難しくない③

前回の問題の答えです。

1G=9.8m/s^2とすると、ロケットの加速度は5×9.8=49m/s^2になります。
これをグラフに表すと、傾き49の1次関数グラフ(y=49x)となります。
これをxで積分すると到達距離Lは、下の計算式になります。

ロケット答え.jpg

答えは、245000m=245㎞。 発射されたロケットは、100秒後には地上245㎞に達します!すでに成層圏のはるか高く、完全に宇宙空間ですね…

さて、最後に体積を求める方法をご紹介しましょう。
円錐の体積は1/3×底面積×高さという「公式」を習いましたよね?

三角錐1.jpg

「公式」ですから「覚えなさい」だったのですが、これも、円錐の底面積が解っていれば、積分を使って求めることができるもです。

三角錐2.jpg
半径rの円の底面積を持った高さhの円錐があります。
これも、前回と同じく、グラフには表れない円錐の体積を、面積(底面積)から知ることができます。

実際の計算は下記の様になります。上の図で、高さh'点の円錐の底面積は…

三角錐3.jpg
(半径rは高さhに比例して長くなるので、比をrに掛けます)

その時の高さh'はxに等しいので
三角錐4.jpg
と書くことができます。

三角錐5.jpg
と変形できるので、この式をxで積分します

三角錐6.jpg
すると、Vが三角錐の体積の公式と同じことが解ります。

最後の、立体の積分はちょっと難しかったでしょうか?

もちろん、積分については、これがすべてではありません。三角関数や指数関数では、計算方法が変わりますし、応対する「微分」も積分とは切り離せない考え方です。
ただ、「積分」という数学の考え方があって、実社会でも利用されているということを覚ていただければ、良いのではないでしょうか。

また機会があれば、簡単な数学の話ができればと思います。



記事投稿:池田

posted by towa at 16:53| まめちしき | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

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