Čtení hodnot, násobení a dělení

Odečítání hodnotNásobeníNásobení více činitelůDěleníKombinované násobení a dělení

Jak číst na stupnicích

Čtení z logaritmické stupnice je ztíženo právě tím, že její rozdělení není rovnoněrné. Přitom dovednost odečítat hodnoty z logaritmické stupnice je nezbytností pro všechny výpočty. Otížnost – dá-li se to tak nazvat – spočívá právě v tom, že rozdělení stupnic se po jejich délce mění.

Při čtení jakékoli hodnoty ze stupnice se tedy nejdříve musíme zorientovat – podíváme se vlevo a vpravo kolem odečítané hodnoty a nalezneme nejbližší číslicí označené hodnoty, poté zjistíme, jak je dělená vzdálenost mezi nimi, zda po desetinách, pětinách nebo jiných podílech a odečteme naši hodnotu. S trochou cviku budete schopni přesně odečítat hodnoty s vysokou mírou přesnosti.

Vyzkoušejte si na následujícím obrázku 5″ pravítka Faber Castell 67/87 odečíst hodnoty na stupnici C, D v místech označených zelenými úsečkami. Při najetí kurzorm myši uvidíte správnou hodnotu.
click map

104

154

235

56

88

Základní stupnice logaritmického pravítka začínají a končí číslicí 1. Kouzlo spočívá v následné interpretaci odečtené hodnoty. Ona 1 může představovat číslo 1; 10; 100; 1000… ale také 0,1; 0,01; 0,001… A tak je to se všemi čísly odečítanými na logaritmickém pravítku – nejpreve přečteme hodnotu, tedy sled číslic a v následujícím kroku teprve určujeme jejich řád, tedy kde se nachází desetiná čárka.

Trocha matematiky

Při interpretaci číselných hodnot využíváme vlastnosti dekadických logaritmů – totiž možnosti jejich rozdělení na charakteristiku a mantisu.

log 2≈ 0,30103
log 20≈ 0,30103 + 1log 0,2≈ 0,30103 – 1
log 200≈ 0,30103 + 2log 0,02≈ 0,30103 – 2
log 2000≈ 0,30103 + 3log 0,002≈ 0,30103 – 3

K násobení slouží základní dvojice stupnic (C a D). Možná si ještě pamatujete vzoreček:

log (a × b) = log a + log b

Ten nám říká, že logaritmus součinu je součet logaritmů jednotlivých činitelů. Pamatujete?

Na logaritmickém pravítku vpodstatě graficky sčítáme dvě úsečky (logaritmy jednotlivých činitelů). Jedním krajním bodem těchto úseček je vždy hodnota 1 na stupnici. Připomenu, že stejné hodnoty se na stupnici nachází jak vlevo, tak i vpravo (tedy používáme buď hodnotu vlevo 1 nebo vpravo 10).

Postup na logaritmickém pravítku je následující:

    • Hodnotu a na stupnici D umístíme pod index (1) na stupnici C
    • Přesuneme jezdec na hodnotu b na stupnici C
    • Přečteme hodnotu ze stupnice D, která je výsledkem výpočtu a × b

Za povšimnutí stojí, že jednoduše můžeme odečítat další násobky čísla a – logaritmické pravítko je vlastně takový paralelní počítač.

Příklad 1: Vypočítejte 2 × 3

Postup:

  1. Index (1) stupnice C umístíme nad bod 2 stupnice D
  2. Posuneme jezdec tak, aby se bod 3 stupnice C dostal pod kurzor
  3. Pod kurzorem přečteme na stupnici D výsledek: 6

Všiměte si, že zároveň můžete číst i další násobky čísla 2.

Pokud se vám podařilo vyřešit první příklad, ukážeme si v následujícím příkladu, že je někdy nutné použít při výpočtu i druhého indexu.

Příklad 2: Vypočítejte 5,6 × 42

Postup:

  1. Vyzkoušejte si, že při použití levého indexu (1) stupnice C byste se dostali mimo pravítko
  2. Pravý index (1) resp (10) stupnice C přesuneme nad bod 5,6 stupnice D
  3. Posuneme jezdec kurzorem nad bod 4,2 na stupnici C
  4. Pod kurzorem přečteme na stupnici D výsledek 2,35 a něco
  5. Odhadneme řád výsledku 5 × 40 bude přes 200
  6. Poslední platnou číslici nejsme schopni přesně přečíst z pravítka, jen vidíme, že je to něco málo za hodnotou 2,35 – můžeme ji vypočítat z násobku posledních dvou číslic činitelů, tedy 6 × 2 = 12, takže poslední číslice bude 2, výsledek je tedy 235,2
Násobení s pomocí reciproké CI stupnice

Osobně se mi zdá jednodušší násobení s využitím reciproké CI stupnice. Vyzkoušejte si to a uvidíte.

Postup na logaritmickém pravítku je následující:

    • Hodnotu a na stupnici D umístíme pomocí kurzoru proti hodnotě b na stupnici CI
    • Přesuneme jezdec na index na stupnici CI (vlevo nebo vpravo)
    • Přečteme hodnotu ze stupnice D, která je výsledkem výpočtu a × b

Příklad 3: Vypočítejte 256 × 32 pomocí reciproké stupnice

Postup:

  1. Kurzorem nastavíme hodnotu 2,56 na stupnici D
  2. Šoupátko posuneme tak, abychom pod kurzor nastavili hodnotu 3,2 na stupnici CI
  3. Posuneme jezdec kurzorem nad index stupnice CI
  4. Pod kurzorem přečteme na stupnici D výsledek 819
  5. Odhadneme řád výsledku 250 × 30 bude přes 7500
  6. Poslední platnou číslici nejsme schopni přesně přečíst z pravítka, můžeme ji odhadnout z násobku posledních dvou číslic činitelů, tedy 6 × 2 = 12, takže poslední číslice bude 2, výsledek je tedy zřejmě 8192.

Násobíme-li více činitelů, nemusíme průběžně odečítat mezivýsledky. Jen na ně průběžně přesunujeme index stupnice C, a to podle potřeby levý (1) nebo pravý (10). Při výpočtu musíme více pozornosti věnovat odhadu řádu výsledku.

Příklad 1: Vypočítejte 12,6 × 53 × 6,6

Postup:

  1. Levý index (1) stupnice C nastavíme na hodnotu 1,26 stupnice D
  2. Posuneme jezdec kurzorem nad bod 5,3 na stupnici C
  3. Nemusíme číst mezivýsledek na stupnici D (6,68) – stačí, když na něj přesuneme kurzor
  4. Na místo kurzoru posuneme pravý index (1) nebo (10) stupnice C
  5. Pod hodnotou 6,6 na stupnici C můžeme číst hodnotu výsledku 4,41
  6. Odhadneme řád výsledku 10 × 50 × 7 bude přes 3500
  7. Výsledek výpočtu je tedy 4410
Násobení více činitelů s pomocí reciproké CI stupnice

Při výpočtu můžeme rovněž použít reciprokou stupnici CI, tedy stupnici s převrácenou hodnotou 1/x. Vyhledání výsledku je pak rychlejší, protože vyžaduje méně přesunů a nastavování šoupátka a jezdce. Touto stupnicí však nejsou obvykle vybavena ta nejjednodušší pravítka. Stupnici najdeme ve středu šoupátka a někdy bývá i barevně odlišena.

Příklad 2: Postup výpočtu s pomocí stupnice CI

Zkusme si vypočítat stejný příklad 12,6 × 53 × 6,6:

  1. Jezdec nastavíme kurzorem nad hodnotu 1,26 na stupnici D
  2. Stupnici CI na šoupátku přesuneme hodnotou 5,3 pod kurzor. Dáváme si přitom pozor, protože stupnice roste hodnotami směrem nalevo
  3. Nemusíme číst mezivýsledek na stupnici D (6,68) – stačí, když na něj přesuneme kurzor
  4. Na místo kurzoru posuneme hodnotu 6,6 na stupnici CI šoupátka
  5. Pod indexem (1) stupnice C čteme hodnotu výsledku 4,41
  6. Odhadneme řád výsledku 10 × 50 × 7 bude přes 3500
  7. Výsledek výpočtu je tedy 4410

Pokud jste už zvládli násobení, bude pro vás dělení hračkou. Stačí jen obrátit postup a máte to.

K dělení opět slouží základní dvojice stupnic (C a D). Platí vzoreček:

log (a / b) = log a – log b

Ten nám říká, že logaritmus podílu je rozdíl logaritmů jednotlivých činitelů.

Na logaritmickém pravítku vpodstatě graficky odečítáme dvě úsečky (logaritmy jednotlivých činitelů). Jedním krajním bodem těchto úseček je vždy hodnota 1 na stupnici. Připomenu, že stejné hodnoty se na stupnici nachází jak vlevo, tak i vpravo (tedy používáme buď hodnotu vlevo 1 nebo vpravo 10).

Postup na logaritmickém pravítku je následující:

    • Proti hodnotě a na stupnici D umístíme hodnotu b na stupnici C
    • Proti indexu (1) na stupnici C přečteme hodnotu výsledku výpočtu a/b ze stupnice D
Příklad 1: Vypočítejte 8 / 2

Postup:

  1. Proti hodnotě 8 na stupnici D umístíme hodnotu 2 na stupnici C
  2. Posuneme jezdec tak, aby se index (1) stupnice C dostal pod kurzor
  3. Pod kurzorem přečteme na stupnici D výsledek: 4
Dělení s pomocí reciproké CI stupnice

Dělení je samozřejmě možné také pomocí reciproké stupnice označené CI, tedy pomocí hodnot 1/x. Postup je následující:

  • Na stupnici D nastavíme proti hodnotě a šoupátko se stupnicí CI proti indexu, tedy buď vlevo hodnotu (10) nebo vpravo hodnotu (1). Ano, není to překlep – stupnice CI je obrácená, tedy směrem vlevo hodnoty rostou.
  • Pomocí kurzoru vyhledáme na stupnici CI hodnotu b
  • Pod kurzorem vyhledáme na stupnici D výsledek výpočtu
Příklad 2: Vypočítejte 252 / 12

Postup:

  1. Na stupnici D nalezneme hodnotu 2,52 a proti ní nastavíme šoupátko se stupnicí CI proti pravému indexu (1). Všimněte si, že můžete zarovnávat i se stupnicí C, protože indexy na stupnicích CI a C se nacházejí ve stejném místě.
  2. Pomocí kurzoru vyhledáme na stupnici CI hodnotu 1,2.
  3. Pod kurzorem přečteme na stupnici D výsledek výpočtu 2,1
  4. Odhadneme výsledek 250/10, vychází 25 takže výsledkem výpočtu je 21.

Jestliže se ve výpočtu střídá násobení s dělením, postupujeme podobně jako při násobení více činitelů – mezivýsledky nemusíme číst.

Příklad: Vypočítejte 12 × 2,6 / 322 × 0,82

Postup:

  1. Připravuje se…