数理化札记360: 三角函数表, 对数表, 宇宙遬度 - johanzumimvon/1 GitHub Wiki

三角函数表(十二进制)

首先, 规定一周角为100ト(十二进制), 一平角为60ト, 一直角为30ト, 一斜角为16ト, 则有

100ト=360°(360度)

100ト=2π弧度.

1ト=0ラ06349416967弧度

因此ト数很小时有

sin(xト)≈0ラ06349416967x

1弧度= $\mathrm{\frac{180°}{π}}$

比如说, 硫酸根离子或者甲烷构型的分子, 其键角为37ラ95661ト≈38ト.

角度 正弦 正切
0ト 0 0 0
1ト 0ラ06346 0ラ06 0ラ06
2ト 0ラ10673 0ラ11 0ラ11
3ト 0ラ16967 0ラ17 0ラ17
4ト 0ラ21009 0ラ21 0ラ21
5ト 0ラ27201 0ラ27 0ラ28
6ト 0ラ3132∗ 0ラ31 0ラ33
7ト 0ラ37375 0ラ37 0ラ39
8ト 0ラ41302 0ラ41 0ラ44
9ト 0ラ47134 0ラ47 0ラ50
∗ト 0.50∗35 0ラ51 0ラ57
#ト 0ラ565∗9 0ラ56 0ラ63
10ト 0ラ60000 0ラ60 0ラ6#
11ト 0ラ654554 0ラ65
12ト 0ラ6∗7182 0ラ6#
13ト 0ラ737#3 0ラ74
14ト 0ラ7868∗ 0ラ79
15ト 0ラ81350 0ラ81
16ト 0ラ859∗7 0ラ86
17ト 0ラ8∗202 0ラ8∗
18ト 0ラ92388 0ラ92
19ト 0ラ962#0 0ラ96
1∗ト 0ラ99#5# 0ラ9∗
1#ト 0ラ∗1547 0ラ∗1
20ト 0ラ∗486 0ラ∗5
21ト 0ラ∗789 0ラ∗8
22ト 0ラ∗∗612 0ラ∗#
23ト 0ラ#1057 0ラ#1
24ト 0ラ#3396 0ラ#34
25ト 0ラ#5403 0ラ#54
26ト 0ラ#71153 0ラ#71
27ト 0ラ#8706 0ラ#87
28ト 0ラ#998#8 0ラ#9∗
29ト 0ラ#∗927 0ラ## 7ラ72
2∗ト 0ラ##551 0ラ##5 #ラ52
2#ト 0ラ##∗432 0ラ##∗ 1∗ラ∗∗
30ト 1 1

根号(十二进制)

n $\mathrm{\sqrt{n}}$
φ² 1ラ75
φ 1ラ332
0 0
1 1
2 1ラ4#7917
3 1ラ894#98
4 2
5 2ラ2∗
6 2ラ548875
# 3ラ397165
10 3ラ569#74

对数表(十二进制)

自然指数

n eⁿ
−∞ 0
−6 0ラ0043
−5 0ラ00#8
−4 0ラ0278
−3 0ラ0720
−2 0ラ175∗
−1 0ラ44#8
0 1
1 2ラ875236
2 7ラ4803
3 18ラ103∗
4 46ラ7217
5 104ラ4#5#
6 297ラ518#
7 774ラ7721

自然对数

n ln(n)
1 0
2 0ラ8399
3 1ラ1225
4 1ラ4776
5 1ラ7391
6 1ラ9602
7 1ラ#426
8 2ラ0#53
9 2ラ244∗
2ラ376∗(2.30258509)
# 2ラ4937
10 2ラ599#035#8169
11 2ラ6943
12 2ラ7803
13 2ラ85#6
14 2ラ9330
15 2ラ9##∗
16 2ラ∗827
17 2ラ#400
18 2ラ##47
19 3ラ064#
1∗ 3ラ1114
1# 3ラ1762
20 3ラ2178
0ラ# −0ラ1064326#

分数次幂

n 10ⁿ
−∞ 0
0 1
0ラ1 1ラ29
0ラ2 1ラ62
0ラ3 1ラ∗4
0ラ4 2ラ36
0ラ5 2ラ9∗
0ラ6 3ラ57
0ラ7 4ラ32
0ラ8 5ラ2#
0ラ9 6ラ54
0ラ∗ 7ラ#2
0ラ# 9ラ91
1 10

常用对数

n lγ(n)
1 0
2 0ラ342
3 0ラ538
4 0ラ684
5 0ラ793
6 0ラ87∗
7 0ラ949
8 0ラ∗06
9 0ラ∗74
0ラ#15
# 0ラ#6#6
10 1
11 1ラ0478
12 1ラ08#
13 1ラ10#
14 1ラ148
15 1ラ182
16 1ラ1#6

对数表(十进制)

n lg(n)
1 1
2 0.3
3 0.48
4 0.6
5 0.7
6 0.78
7 0.845
8 0.9
9 0.96
10 1
11 1.04
12 1.08
13 1.11
14 1.145
15 1.18

宇宙遬度

数值 意味
第一 7900卩 环绕地球
第二 11200卩 逃出地球
第三 16700卩 从地球逃出太阳系
第四 525000卩 逃出银河系
第五 2250000卩

第一宇宙速度推导 | 环行速度

由嚮心加遬度

$\mathrm{a=\frac{v^{2}}{r}}$可得

如果重力加遬度充当张永峰嚮心加遬度, 则有

$\mathrm{g=\frac{v^{2}}{r}}$

环绕遬度为

$\mathrm{g=\frac{kM}{r^{2}}}$

$\mathrm{v=\sqrt{gr}=\sqrt{\frac{kM}{r}}}$

第二宇宙遬度

$\mathrm{y=-\frac{k}{x}}$

$\mathrm{y'=\frac{k}{x^{2}}}$

$\mathrm{\int\frac{k}{x^{2}}dx=-\frac{k}{x}}$

遂有

$\mathrm{\frac{1}{2}mv^{2}=\int_{r}^{\infty}\frac{kmM}{r^{2}}dr}$

$\mathrm{\frac{1}{2}mv^{2}=\frac{kmM}{r}}$

$\mathrm{v=\sqrt{\frac{2kM}{r}}=\sqrt{2gr}}$

第三宇宙遬度

本来, 在日地距离, 要脱离太阳引力所需的初始速度为42100卩, 但地球绕太阳公转时令地面所有物体已具有29800卩的初始速度, 故此若沿地球公转方向发射,只需在脱离地球引力以外额外再加上适当的动能.

$\mathrm{\frac{1}{2}mv^{2}=\frac{1}{2}mv_{1}^{2}+\frac{1}{2}mv_{2}^{2}}$

v₁=11200卩

v₂=42100卩−29800卩

可得

$\mathrm{v=\sqrt{v_{1}^{2}+v_{2}^{2}}}$

v=16700卩

其他星球的逃脱太阳系的遬度

星球 数值
火星 11200卩

士大夫对史瓦西(ㇲ゚ワシ゚ーㇳ゙, Schwarzschild)黑洞的讨论

ㇲ゚ワシ゚ーㇳ゙半径

$\mathrm{r=\frac{2kM}{c^{2}}}$

推导:

由第二宇宙遬度可知

$\mathrm{v=\sqrt{\frac{2kM}{r}}}$

将c代入v, 即可得黑洞的史瓦西半径.

$\mathrm{c=\sqrt{\frac{2kM}{r}}}$

$\mathrm{c^{2}=\frac{2kM}{r}}$

$\mathrm{r=\frac{2kM}{c^{2}}}$

引力弹弓

引力助推加遬

引力弹弓, 又名引力助推, 绕天体而变轨, 是利用行星或其他天体的相对运动和引力改变飞行器的轨道和速度,以此来节省燃料、时间和计划成本。重力助推既可用于加速飞行器,也能用于降低飞行器速度。

从天体後边变轨会使遬度变为(v+2u); 从天体前边变轨会使遬度变为(v−2u); 其中, u为天体的运动遬度.

由于牛顿第三定律, 可得到动量守恒定律, 从天体後边变轨会使飞行器加速, 而天体也会受到後边飞行器的引力并且减速, 也就是天体的动能传给了飞行器; 从天体前边变轨会使飞行器减速, 而天体也会受到前边飞行器的引力并且加速, 也就是天体的动能传给了飞行器. 因此这一过程不论是加速还是减速, 都符合能量守恒定向.

引力弹弓的轨道设计需要大量计算,它的正式应用是在被提出之後大约50年。1961年,加州大学洛杉矶分校25岁的研究生迈克尔·米诺维奇使用当时最先进的IBM7090计算机研究三体问题,顺带计算了一下引力弹弓的轨道。他发现在1970年代末期,太阳系会提供一次绝佳的引力弹弓的机会:木星、土星、天王星、海王星都位于太阳的同一侧,如果发射一颗飞行器,依次利用这四颗星球的引力弹弓加速,就可以在12年内,用很少的燃料探访这四颗星球。如果错过了这个时机,下次就要再等上176年(公元2154年, 不过此时地球生物圈已经被2126年的彗星撞地球事件毁灭)。NASA利用这次机会开始了航海家号计划,于1977年NASA发射了旅行者一号和旅行者二号飞行器。如今,两位旅行者都已经完成了各自的使命,并且已经在宇宙中遨游了42年,它们已经成功的借助引力弹弓效应飞到了太阳系的边缘。

图册

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