ho simulato con foglio elettronico un circuito di carica resistenza - condensatore. Notoriamente le variabili tensione e corrente risultanti sul trasformatore hanno un andamento esponenziale. Tralasciando questo preconcetto ho analizzato istante per istante che cosa succede nel circuito. Ho fatto una colonna con tutti i tempi, una colonna con valori di corrente immessi manualmente e aggiustati per correzzioni successive, una colonna per i calcolo della caduta di tensione sulla resistenza e una colonna di verifica della corrente sul condensatore, che doveva risultare approssimativamente uguale a quella "casuale" da me inserita. In caso contrario avrei dovuto aggiornare il campo corrente elettrica sino al raggiungimento della verifica. Risultato scontato: alla fine ho tracciato il grafico risultante dell'andamento della corrente elettrica e voil=E0, ecco ricomparire l'esponziale. Il mio quesito allora =E8: come =E8 possibile che da una serie di operazioni tra numeri il risultato sia proprio una curva esponenziale? E poi, perch=E9 proprio il valore di e, e non qualche altro valore? In natura perch=E9 i fenomeni prediligono avere andamenti esponenziali?
ho ricavato un grafico esponenziale senza partire da altri esponenziali
Jan 24, 2007
7 Replies
ano e descrivono come si comporta la natura, non si chiedono perch=E9.
L'andamento della tensione ai capi del condensatore del tuo circuito =E8 la soluzione dell'equazione differenziale
dv/dt + (1/RC)v =3D Vin/RC con la condizione iniziale v(0) =3D 0
essendo v la tensione ai capi di C e Vin la tensione di ingresso (nulla per t=3D0). Tale equazione si ottiene tenendo conto sia delle relazioni costitutive della resistenza e del condensatore, che della legge di Kirchhoff alle tensioni.
Quello che tu hai fatto con il foglio di calcolo =E8 risolvere tale equazione usando un metodo dell'analisi numerica (credo si tratti di uno dei metodi cosiddetti multistep, ma i miei ricordi di analisi numerica qui si fermano, quindi non posso aggiungere altro). Forse se posti lo stesso quesito ad un ng di matematica sapranno darti indicazioni pi=F9 dettagliate.
Il
Beh, a rigore non ottieni una curva esponenziale, ma un'approssimazione di essa con una curva lineare a tratti.
E poi,
In analisi matematica il numero di Nepero viene fuori come limite per n che tende ad infinito della successione (1 + 1/n)^n Il logaritmo in base e (logaritmo naturale ln) =E8 la primitiva della funzione 1/x (funzione che descrive una inversa proporzionalit=E0) e da qui si deduce il perch=E9 i logaritmi naturali non sono poi cos=EC rari nei casi pratici.
In effetti anch'io quando in terza liceo ho avuto a che fare con i logaritmi (e quindi con gli esponenziali) rimasi perplesso dall'introduzione dei logaritmi naturali (i logaritmi decimali potevo pure capirli, ma a che servivano i logaritmi in base e, dove e era quel numero strano piovuto dal cielo ???) Mi =E8 risultato pi=F9 chiaro tutto dopo aver studiato analisi.
In natura
Questa =E8 una domanda troppo difficile :-) Non saprei...
A presto Paolo
oglio elettronico un circuito di carica resistenza -
Scusate, ho fatto qualche pasticcio con il copia incolla con un altro messaggio Ignorate la riga seguente nel post di prima
toano e descrivono come si comporta la natura, non si chiedono perch=E9.
Perche' hai risolto numericamente una equazione differenziale con quella soluzione e hai trovato l'esponenziale.
Qualunque esponenziale va bene, con la base e ci sono meno costanti, ma se ti piace di piu` 10^x basta mettere un fattore moltiplicativo davanti alla x.
Perche' ci sono molti fenomeni in cui la velocita` del fenomeno e` proporzionale alla grandezza in gioco.
Franco
Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)
Ti hanno già risposto Paolo e Franco, ma volevo aggiungere che è facile riprodurre numericamente l'andamento esponenziale, grazie ad una sua proprietà notevole. Vediamo se riesco ad enunciarla in qualche modo. Il rapporto tra due valori della funzione ad istanti x1 e x2>x1 dipende solo dalla differenza x2-x1. Vabbè facciamo un esempio. Supponi che il valore della tensione sul condensatore sia V0 all'istante 0, e dopo un periodo T (ad esempio il periodo di campionamento) diventi V(T)=V0/2. Allora dopo un tempo 2T diventerà V(2T)=V(T)/2=V0/4, e così di seguito. Questo "rapporto" dipende ovviamente dalla costante di tempo.
Ai tempi, la conoscienza di questa proprietà tolse tutta la magia che ritenevo si nascondesse dietro l'esponenziale :-)
Pasu
Franco wrote: [...]
quindi anche Ronaldo è esponenziale...con proporzionalità inversa però! :-D
Ste
Ogni problema complicato ha una soluzione semplice...per lo piu` sbagliata
[cit. Franco, i.h.e. 20.01.2007]
=F2! :-D
Modellare Ronaldo come la tensione su un condensatore in carica (pi=F9 si aumenta la grandezza, pi=F9 la velocit=E0 tende a zero :-) =E8 una idea decisamente geniale!
Indiscrezione: pare che per svincolare il fenomeno dal Real i ristoratori milanesi abbiano fatto una colletta... :-p
Tullio ( ~96 kg in ~170 cm)
Tullio Mariani wrote: [...]
plausibile
salute
Ste (~83kg in ~177cm) ;-)
Ogni problema complicato ha una soluzione semplice...per lo piu` sbagliata
[cit. Franco, i.h.e. 20.01.2007]
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