Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
1

Na początek proponujemy Ci wykonanie doświadczenia lub symulacji.

RzIrrQv8Vwumh1

Zapoznaj się z przebiegiem doświadczenia. Przeanalizuj uzyskane informacje, a następnie zapoznaj się z poleceniami zamieszczonymi poniżej.

Opis doświadczenia:

  1. Wyrzucamy monety z pojemnika na stół.

  2. Dzielimy monety na dwie grupy: orłów i reszek.

  3. Reszki odkładamy na bok – nie będą już brały udziału w doświadczeniu.

  4. Policzymy orły i wpiszemy odpowiednią liczbę do tabeli.

  5. Monety, na których wypadł orzeł, włożymy do pojemnika i ponownie rozsypmy je na stoliku.

  6. Podzielimy monety na dwie grupy: orłów i reszek.

  7. Reszki odkładamy na bok – nie będą już brały udziału w doświadczeniu. Policzymy orły i wpiszemy odpowiednią liczbę do tabeli.

  8. Kończymy doświadczenie dopiero wtedy, gdy zostanie tylko jedna moneta.

Przeanalizujemy przykład. Postępując zgodnie z instrukcją otrzymujemy tabelę dla sześciu rzutów:

numer rzutu

1

2

3

4

5

6

liczba orłów

27

15

9

5

2

1

Dane zebrane w tabeli można  przedstawić w postaci punktów w pierwszej ćwiartce układu współrzędnych, gdzie pierwsza współrzędna określa numer rzutu, a druga liczbę wyrzuconych orłów. Pozioma oś X jest od zera do sześciu, a pionowa oś Y jest od zera do dwudziestu siedmiu. Zaznaczono w nim punkty 1; 27, 2; 15, 3; 9, 4; 5, 5; 2 oraz 6; 1. Zostały one połączone linią ciągłą od pierwszego do ostatniego punktu.

Polecenie 1
RKOCi9imfH6up
Wybierz jedno nowe słowo poznane podczas dzisiejszej lekcji i ułóż z nim zdanie.

Zbadaj rozpad promieniotwórczy przy użyciu poniższej symulacji.

W próbce znajduje się 1000 jąder promieniotwórczych (szarych kółeczek). W chwili uruchomienia symulacji jądra ulegają rozpadowi, czyli przemianie promieniotwórczej (kolor kółeczka zmienia się z szarego na niebieski). Symulację można zatrzymać i wznowić przyciskiem start/stop. Po wciśnięciu stop w układzie współrzędnych pojawia się niebieski punkt. Zaznacz kilkanaście takich punktów, a następnie wybierz wykres.

Zapoznaj się z poniższym opisem symulacji, w której przedstawiono rozpad promieniotwórczy. Na podstawie opisu, wykonaj polecenie drugie.

W próbce znajduje się 1000 jąder promieniotwórczych (szarych kółeczek). W chwili uruchomienia symulacji jądra ulegają rozpadowi, czyli przemianie promieniotwórczej (kolor kółeczka zmienia się z szarego na niebieski). Symulację można zatrzymać i wznowić przyciskiem start/stop. Po wciśnięciu stop w układzie współrzędnych pojawia się niebieski punkt. Zaznaczono kilkanaście takich punktów, a następnie wybierano wykres.

Ru55LZT7AbVEF1
W symulacji przedstawiono przykładowy rozpad promieniotwórczy tysiąca jąder. Jądra pierwiastka promieniotwórczego reprezentowane są przez szare kulki rozmieszczone równomiernie w dwudziestu pięciu kolumnach i czterdziestu wierszach. Zatem postęp reakcji śledzono wizualnie poprzez zmianę koloru jądra na niebieski w wyniku rozpadu. A także na wykresie znajdującym się obok, który przedstawia zależność stosunku liczby jąder N, które uległy rozpadowi, do początkowej liczby jąder N indeks dolny zero koniec indeksu pierwiastka promieniotwórczego w rozpatrywanej próbce od czasu t. Stosunek wyrażono w procentach, co obrazuje zakres na osi pionowej od zera do stu. Z kolei czas przedstawiono za pomocą czasów połowicznego rozpadu na osi poziomej od zera do siedmiu T, gdzie T to czas połowicznego rozpadu, który z reguły oznaczany jest jako T indeks dolny jedna druga koniec indeksu. Zatem na wykresie w czasie t równym zero zaznaczono sto procent jąder promieniotwórczych, które nie uległy rozpadowi. Po czasie T wynoszącym dwadzieścia sekund w próbce pozostało pięćdziesiąt procent jąder promieniotwórczych i pięćdziesiąt procent jąder, które uległy rozpadowi, to znaczy po pięćset każdego rodzaju. Obrazuje to schemat, na którym losowo wybrane kulki spośród tysiąca zostały zaznaczone na niebiesko i jest ich dokładnie pięćset. Po czasie dwa T zaznaczono, iż w próbce znajduje się już jedynie dwadzieścia pięć procent jąder promieniotwórczych, które nie uległy rozpadowi. Po czasie trzy T w próbce znajdowało się ich już jedynie dwanaście i pół procenta. Ostatni przykładowy punkt odpowiada czasowi cztery, w którym pozostało sześć przecinek dwadzieścia pięć procent jąder promieniotwórczych, które nie uległy rozpadowi. Zatem wykres funkcji stanowi krzywa malejąca mająca kształt luku wklęsłego w kierunku początku układu współrzędnych. Dąży ona do zera. Na schemacie większość jąder pod koniec symulacji jest niebieska, są to jądra, które uległy rozpadowi promieniotwórczemu.
Polecenie 2
R1T48OTfpYNHC
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.
R1Xd4M88JnhO7
Na podstawie powyższego opisu symulacji zaznacz wszystkie zdania prawdziwe dotyczące wykresu przedstawiającego zależność między czasem rozpadu a ilością jąder, która nie uległa rozpadowi. Możliwe odpowiedzi: 1. Wykres przedstawia funkcję malejącą., 2. Wykres przedstawia funkcję rosnącą., 3. Po upływie czasu T, czyli po czasie połowicznego rozkładu, pozostanie 50% jąder, które nie ulegną rozpadowi., 4. Po upływie czasu 2T, czyli po czasie połowicznego rozkładu, pozostanie 20% jąder, które nie ulegną rozpadowi., 5. W chwili początkowej żadne jądro nie uległo rozpadowi., 6. W chwili początkowej wszystkie jądra uległy rozpadowi.

Jakie są podobieństwa między doświadczeniem z monetami a symulacją rozpadu promieniotwórczego?

doświadczenie z monetami

symulacja rozpadu promieniotwórczego

w kolejnych rzutach liczba orłów zmniejsza się dwukrotnie

po upływie określonego czasu liczba jąder promieniotwórczych, które nie uległy przemianie, zmniejsza się dwukrotnie

nie można przewidzieć, w którym rzucie konkretna moneta wypadnie zwrócona orłem do góry

nie można przewidzieć czasu, po którym jądro ulegnie rozpadowi

punkty otrzymane w doświadczeniu nie leżą dokładnie na krzywej

punkty otrzymane w symulacji nie leżą dokładnie na krzywej

Zarówno w przypadku rozpadu promieniotwórczego, jak i rzutu monetami, mamy do czynienia z zanikiem wykładniczym. W obu sytuacjach pomiędzy punktami w układzie współrzędnych można poprowadzić fragment wykresu funkcji, tak aby wykres tej funkcji leżał jak najbliżej każdego punktu, choć niekoniecznie punkty leżą dokładnie na krzywej. Tak dopasowany wykres funkcji z dość dobrym przybliżeniem opisuje rzeczywiste zjawisko. Skoro dopasowaliśmy krzywą do wyników doświadczenia lub symulacji, to możemy znaleźć równanie, które opisuje daną krzywą.

W przypadku rzutu monetami wzór opisujący wyniki doświadczenia ma postać:

y=k·12x

gdzie:

y – liczba wyrzuconych orłów,

k – liczba monet użytych w doświadczeniu,

x – kolejny numer rzutu.

Przez analogię możemy znaleźć wzór, który opisuje rozpad promieniotwórczy. Wtedy numerem rzutu x będzie informacja, ile razy upłynął czas T od chwili uruchomienia symulacji. Na przykład, jeżeli od początku symulacji upłynął czas 2T, to x=2TT=2. Jeżeli czas jest równy 3T, to x=3TT=3. Stąd wzór opisujący rozpad promieniotwórczy ma postać:

N=N0·12tT

gdzie:
N – liczba jąder promieniotwórczych w próbce, które nie uległy rozpadowi,

N0 – początkowa liczba jąder promieniotwórczych w próbce,

t – czas, który upłynął od początku obserwacji próbki,

T – czas, w którym połowa jąder promieniotwórczych uległa rozpadowi, zwany czasem połowicznego rozpadu.

Czas połowicznego rozpadu jest wielkością, która charakteryzuje izotop promieniotwórczy. Może być niezwykle krótki lub bardzo długi.

izotop

czas połowicznego rozpadu

polon-212

3·10-9s

azot-13

10 minut

sód-24

15 godzin

jod-131

8 dni

kobalt-60

5,3 lat

cez-137

30 lat

węgiel-14

5730 lat

jod-129

1,57·107 lat

Przykładowe wartości czasów połowicznego rozpadu dla wybranych izotopów. Źródło: Wikipedia

W praktyce nie posługujemy się liczbą jąder promieniotwórczych w próbce, lepiej posługiwać się masą izotopu promieniotwórczego. Liczbę jąder izotopu promieniotwórczego zastępuje masa:

m=m0·12tT

gdzie:
m – masa izotopu promieniotwórczego w próbce, który nie uległ rozpadowi
m0 – początkowa masa izotopu promieniotwórczych w próbce
t – czas, który upłynął od początku obserwacji próbki
T – czas połowicznego rozpadu

Przykład 1

Scyntygrafia jest jedną z metod diagnostycznych wykorzystywanych w medycynie nuklearnej do badania tarczycy, mózgu oraz do poszukiwania zmian nowotworowych. Na początku badania wprowadza się do organizmu pacjenta substancję, która zawiera izotop promieniotwórczy. Emitowane przez pacjenta promieniowanie jest rejestrowane przez specjalne urządzenie (detektor). Jednym z izotopów stosowanych podczas tego badania jest technet-99m. Jego czas połowicznego rozpadu to 6 godzin.

Do organizmu pacjenta wprowadzono substancję zawierającą 2 μg technetu-99m. Oblicz po jakim czasie, ilość technetu-99m w organizmie zmniejszy się do:

  1. 0,125 μg

  2. 0,1 μg

Pytanie 1
Oblicz, po jakim czasie ilość technetu-99m w organizmie zmniejszy się do
0,125 μg.

Odpowiedź na to pytanie możemy znaleźć dwoma sposobami.

Sposób 1

R11D1pn6MrlZU
Slajd 1. Zapisano masę początkową izotopu m0 równą 2 mikrogramy. Masę izotopu po upływie czasu t, m0 równą dwanaście setnych oraz czas połowicznego rozpadu T, równego 6 godzin. Slajd 2. Początkowa masa izotopu to 2 mikrogramy. Slajd 3. Czas połowicznego rozpadu technetu Tc-99m jest równy 6 godzin. Od dwóch mikrogramów narysowano poziomą strzałkę skierowaną w prawą stronę, a nad nią zapisano czas 6 godzin. Slajd 4. Po prawej stronie strzałki zapisano 1 mikrogram. Oznacza to, że po sześciu godzinach masa izotopu jest równa połowie, czyli jednemu mikrogramowi. Slajd 5. Od jednego mikrograma narysowano strzałkę skierowaną do masy jednej drugiej mikrograma. Nad strzałką ponownie zapisano czas sześciu godzin. Oznacza to, że po kolejnych sześciu godzinach, masa izotopu znów zmniejsza się o połowę. Slajd 6. Od masy jednej drugiej mikrograma narysowano strzałkę skierowaną do masy jednej czwartej mikrograma. Nad strzałką również zapisano 6 godzin. Od masy jednej czwartej mikrograma narysowano strzałkę skierowaną do masy jednej ósmej mikrograma, czyli 125 tysięcznych, nad strzałką ponownie zapisano 6 godzin. W ten sposób dochodzimy do wniosku, że izotop będzie miał masę studwudziestupięciu mikrograma po upływie dwudziestu czterech godzin.

W tle prezentacji znajdują się atomy pewnego pierwiastka chemicznego.

Slajd 1. Zapisano masę początkową izotopu m0 równą 2 mikrogramy. Masę izotopu po upływie czasu t, m0 równą dwanaście setnych oraz czas połowicznego rozpadu T, równego 6 godzin.

Slajd 2. Początkowa masa izotopu to 2 mikrogramy.

Slajd 3. Czas połowicznego rozpadu technetu Tc-99m jest równy 6 godzin. Od dwóch mikrogramów narysowano poziomą strzałkę skierowaną w prawą stronę, a nad nią zapisano czas 6 godzin.

Slajd 4. Po prawej stronie strzałki zapisano 1 mikrogram. Oznacza to, że po sześciu godzinach masa izotopu jest równa połowie, czyli jednemu mikrogramowi.

Slajd 5. Od jednego mikrograma narysowano strzałkę skierowaną do masy jednej drugiej mikrograma. Nad strzałką ponownie zapisano czas sześciu godzin. Oznacza to, że po kolejnych sześciu godzinach, masa izotopu znów zmniejsza się o połowę.

Slajd 6. Od masy jednej drugiej mikrograma narysowano strzałkę skierowaną do masy jednej czwartej mikrograma. Nad strzałką również zapisano 6 godzin. Od masy jednej czwartej mikrograma narysowano strzałkę skierowaną do masy jednej ósmej mikrograma, czyli 125 tysięcznych, nad strzałką ponownie zapisano 6 godzin. W ten sposób dochodzimy do wniosku, że izotop będzie miał masę studwudziestupięciu mikrograma po upływie dwudziestu czterech godzin.

Sposób 2

Skorzystamy ze wzoru: m=m0·12tT.

Podstawiamy wartości z treści zadania:

0,125=2·12t6

0,1252=12t6

116=12t6

124=12t6

Z porównania wykładników otrzymujemy: 4=t6.

Stąd t=24 godziny.

Pytanie 2
Odpowiedź w pytaniu 2 nie jest tak oczywista, jak w pytaniu 1. Wiemy, że po upływie 18 godzin (czyli trzech okresach połowicznego rozpadu) masa radioaktywnego izotopu jest równa 0,25 μg, natomiast po upływie 24 godzin (czyli czterech okresach połowicznego rozpadu) masa tego izotopu to 0,125 μg. Czas, po którym masa izotopu jest równa 0,2 μg, będziemy mogli obliczyć w przybliżeniu, stosując logarytmy.

Skorzystamy ze wzoru: m=m0·12tT.

Podstawiamy wartości z treści zadania:

0,2=2·12t6

0,22=12t6

0,1=12t6

Skorzystamy z własności, że 12=2-1.

0,1=2-t6

Skoro obie strony równania są liczbami dodatnimi, to możemy zapisać:

log20,1=log22-t6

log210-1=-t6

-log210=-t6

t=6log210

Do obliczenia czasu skorzystamy ze wzoru na zmianę podstawy logarytmu, a wartości logarytmów dziesiętnychlogarytm dziesiętnylogarytmów dziesiętnych odczytamy z tablic.

t=6·log10log2=6·1log26·10,301019,920 godzin

Pojęcia analogiczne do czasu połowicznego rozpadu można spotkać również w innych gałęziach nauki. Na przykład w farmakologii funkcjonuje czas połowicznego rozkładu leku. Okazuje się, że stężenie większości leków po ich podaniu i wchłonięciu zmniejsza się wykładniczo. Czas, w którym stężenie leku we krwi zmniejsza się o połowę wartości początkowej, nazywa się właśnie czasem połowicznego rozkładu leku lub biologicznym czasem półtrwania. W takiej sytuacji zmianę stężenia leku we krwi można opisać wzorem:

c=c0·12tT

gdzie:
c – stężenie leku we krwi po upływie czasu t od podania
c0 – początkowe stężenie leku
t – czas, który minął od chwili podania leku
T – czas połowicznego rozkładu leku

substancja

biologiczny czas półtrwania

paracetamol

2-4 h

ibuprofen

1,8-4 h

kwas acetylosalicylowy

3 h

morfina

2-4 h

penicylina

0,4-0,9 h

loratadyna

8 h

Źródło: Wikipedia

Wzór na zmianę stężenia leku we krwi można również zapisać w postaci:

c=c0·e-kt

gdzie:
k – stała szybkości rozkładu leku (jej wartość zależy od rodzaju leku i cech organizmu pacjenta).

Liczba e, która pojawia się jako podstawa potęgi, jest nazywana liczbą Eulera lub liczbą Napiera. Podobnie do liczby π, liczba e jest niewymierna.

e=2,718281828459045235360287

Odkryto ją w XVII wieku. Z czasem okazała się być jedną z podstawowych stałych przyrody – pojawia się w wielu prawach matematycznych, statystycznych, fizycznych i nie tylko.

Liczba e często występuje jako podstawa potęgi, a więc w równaniach wykładniczych. W niektórych sytuacjach do rozwiązywania równań wykładniczych stosujemy logarytmy.

Na przykład: 3x=5.

Dobieramy wtedy logarytm o odpowiedniej podstawie:
log33x=log35 i otrzymujemy x=log35.

Podobnie, gdy chcemy rozwiązać równanie ex=5, korzystamy z logarytmu, którego podstawą jest liczba e. Zamiast jednak pisać „loge” piszemy symbol „ln”, który czytamy: logarytm naturalny. Wtedy:

ex=5

ln ex=ln 5

x=ln 5

Wartość wyrażenia ln 5 odczytujemy z tablic wartości logarytmów naturalnych.

Przykład 2

Uzasadnimy, że ze wzoru c=c0·e-kt wynika wzór c=c0·12tT (oba wzory opisują zmianę stężenia leku we krwi z upływem czasu).

RWj79XOtXdjoP
W tle przedstawiono blistry tabletek. Zapisano wzory c=c0×e-kt oraz c=c0×121T. Przeprowadzimy rozumowanie, z którego będzie wynikało, że oba wzory na zmianę stężenia leku we krwi są równoważne. W tym celu skorzystamy z definicji czasu połowicznego zaniku. Zapisujemy wzór c=c0×e-kt. Zapisano. 12c=c0×e-kT. Po upływie czasu połowicznego zaniku stężenie leku we krwi zmniejszy się dwukrotnie. Dzielimy obie strony równania przez początkowe stężenie leku, czyli c0. Otrzymujemy 12=e-kT. Korzystamy z własności logarytmu naturalnego, aby wyznaczyć ze wzoru stałą k. Otrzymujemy. ln12=lne-kT. Przekształcamy wzór i otrzymujemy ln12=-kT. Mnożymy obie strony równania przez minus jeden. Otrzymujemy -ln12=kT. Ponownie korzystamy z własności logarytmu. Liczbę minus jeden, która znajduje się przed logarytmem naturalnym, możemy zapisać jako wykładnik potęgi o podstawie jedna druga. Czyli zapisujemy -ln12-1=kT. Zauważmy że 12-1=2. Zatem ln2=2. Po podzieleniu obu stron równania przez T, otrzymujemy związek czasu połowicznego zaniku ze stałą szybkości rozkładu leku. k=ln2T. Wyznaczony związek wstawiamy do równania na stężenie leku. Zapisujemy zatem c=c0×e-ln2T×t. Przekształcamy wykładnik potęgi. Otrzymujemy. c0×e-tTln2. Następnie wyrażenie przed logarytmem naturalnym możemy zapisać jako wykładnik potęgi o podstawie dwa. Zapisujemy więc c0×eln2-tT. Zauważmy, że liczba Eulera e jest podstawą potęgi oraz podstawą logarytmu naturalnego. Skorzystamy więc z własności logarytmy. Otrzymujemy c0×2-tT. Otrzymane wyrażenie możemy inaczej zapisać za pomocą potęgi o podstawie jedna druga. c0×12tT.

W tle przedstawiono blistry tabletek. Zapisano wzory c=c0·e-kt oraz c=c0·121T. Przeprowadzimy rozumowanie, z którego będzie wynikało, że oba wzory na zmianę stężenia leku we krwi są równoważne. W tym celu skorzystamy z definicji czasu połowicznego zaniku. Zapisujemy wzór c=c0·e-kt. Zapisano 12c=c0·e-kT. Po upływie czasu połowicznego zaniku stężenie leku we krwi zmniejszy się dwukrotnie. Dzielimy obie strony równania przez początkowe stężenie leku, czyli c0. Otrzymujemy 12=e-kT. Korzystamy z własności logarytmu naturalnego, aby wyznaczyć ze wzoru stałą k. Otrzymujemy. ln12=lne-kT. Przekształcamy wzór i otrzymujemy ln12=-kT. Mnożymy obie strony równania przez minus jeden. Otrzymujemy -ln12=kT. Ponownie korzystamy z własności logarytmu. Liczbę minus jeden, która znajduje się przed logarytmem naturalnym, możemy zapisać jako wykładnik potęgi o podstawie jedna druga. Czyli zapisujemy ln12-1=kT. Zauważmy że 12-1=2. Zatem ln2=kT. Po podzieleniu obu stron równania przez wielkie T, otrzymujemy związek czasu połowicznego zaniku ze stałą szybkości rozkładu leku. k=ln2T. Wyznaczony związek wstawiamy do równania na stężenie leku. Zapisujemy zatem c=c0·e-ln2T·t. Przekształcamy wykładnik potęgi. Otrzymujemy c0·e-tTln2. Następnie wyrażenie przed logarytmem naturalnym możemy zapisać jako wykładnik potęgi o podstawie dwa. Zapisujemy więc c0·eln2-tT. Zauważmy, że liczba Eulera e jest podstawą potęgi oraz podstawą logarytmu naturalnego. Skorzystamy więc z własności logarytmy. Otrzymujemy c0·2-tT. Otrzymane wyrażenie możemy inaczej zapisać za pomocą potęgi o podstawie jedna druga c0·12tT.

Ciąg wszystkich przekształceń jest postaci: c=c0ekt=c0eln2Tt=c0etTln2=c0eln2tT=c02tT=c012tT

Przykład 3

Po upływie 2,5 godziny stężenie leku we krwi pacjenta zmniejszyło się o 25%. Oblicz okres połowicznego rozkładu tego leku.

Skorzystamy ze wzoru: c=c0·12tT.

Należy go tak przekształcić, aby otrzymać okres połowicznego zaniku leku T.

c=c0·12tT |:c0

cco=12tT

cc0=2-tT

Korzystamy z własności logarytmu, aby przekształcić równanie wykładnicze w równanie liniowe.

log2cc0=log22-tT

log2cc0=-tTlog22

log2cc0=-tT

log2cc0=-tT |·T

T·log2cc0=-t |:log2cc0

T=-tlog2cc0

Podstawiamy wartości z treści zadania.

T=-2,5log20,75c0c0=-2,5log20,75

W tablicach logarytmów znajdziemy wartości logarytmów dziesiętnych lub naturalnych. Dlatego też, aby obliczyć wartość wyrażenia log20,75, skorzystamy ze wzoru na zmianę podstawy logarytmu. LogarytmlogarytmLogarytm o podstawie 2 zamienimy na iloraz logarytmów dziesiętnych.

T=-2,5log20,75=-2,5log0,75log2=-2,5log2log0,75=-2,5log2log7,5·0,1=-2,5log2log7,5+log0,1-2,5·0,30100,8751-16,025

Czas połowicznego zaniku leku to około 6 godzin.

Przykład 4

Pacjentowi podano lek, a następnie zmierzono jego stężenie we krwi o godzinie 9:00. Na wykresie przedstawiono, w jaki sposób zmienia się stężenie tego leku we krwi. Podczas leczenia stężenie leku nie powinno być niższe od 7μgml, a jego czas połowicznego rozkładu jest równy 11 godzin. Oblicz, z dokładnością do 10 minut, o której godzinie pacjent powinien przyjąć kolejną dawkę leku.

R1K2nWxmtxzeq

Do rozwiązania zadania skorzystamy ze wzoru: c=c0·12tT.

Z wykresu odczytujemy i przyjmujemy, że 10μgml jest początkowym stężeniem leku we krwi pacjenta. Obliczymy czas t, który upłynie do chwili, gdy stężenie leku spadnie do 7μgml. W tym celu przekształcamy powyższy wzór i wyznaczamy ze wzoru czas t.

c=c0·12tT |:c0

cc0=12tT

cc0=2-tT

Korzystamy z własności logarytmulogarytmlogarytmu, aby przekształcić równanie wykładnicze w równanie liniowe.

log2cc0=log22-tT

log2cc0=-tTlog22

log2cc0=-tT

log2cc0=tT|T

T·log2cc0=-t

t=-T·log2cc0

Podstawiamy wartości z treści zadania.

t=-11·log2710=-11·log2710=-11·log0,7log2=-11·log7+log0,1log2 -11·0,8451-10,30105,66

Zatem t5,66 godziny.

Obliczymy, ile minut stanowi 0,66 godziny.

0,66·60 minut = 39,6 minuty 40 minut

Pacjent powinien otrzymać kolejną dawkę leku po upływie 5 godzin  40 minut od chwili pomiaru stężenia leku we krwi, czyli lekarstwo powinno zostać podane o godzinie 14:40.

Ciekawostka

Ważnym zagadnieniem związanym z lotami kosmicznymi jest ruch rakiety. W czasie lotu jej masa zmniejsza się, ponieważ paliwo zostaje spalone. Wpływa to na osiąganą przez rakietę szybkość. Związek ten opisuje wzór Ciołkowskiego:

Δv=vwzgllnm0mk

gdzie:
Δv – wzrost szybkości rakiety
vwzgl  – prędkość spalin względem rakiety
m0 – masa początkowa rakiety
mk – masa końcowa rakiety

Słownik

logarytm
logarytm

logarytmem liczby dodatniej b przy podstawie a dodatniej i różnej od jedności, nazywamy wykładnik potęgi, do której należy podnieść a, aby otrzymać b

logarytm dziesiętny
logarytm dziesiętny

logarytm o podstawie