一物体以速率V0竖直上抛.假定空气阻力Ff=km(v^2),m为质量,k为常量.求物体上升的高度和返回地面时速度的值(请注意空气阻力是变力).

问题描述:

一物体以速率V0竖直上抛.假定空气阻力Ff=km(v^2),m为质量,k为常量.求物体上升的高度和返回地面时速度的值(请注意空气阻力是变力).

这是大学的啊?高中就有了吧

试动能为E_k,那么上升过程dE_k=-(2kE_k+gm)dh
设E_k=f(h)exp(-2kh)
那么df(h)exp(-2kh)+f(h)(-2k)exp(-2kh)dh=-(2kf(h)exp(-2kh)+gm)dh
df(h)exp(-2kh)=-gmdh
df(h)=-exp(2kh)gmdh
f(h)=\int exp(2kh)gmdh=-gm/2k*exp(2kh)+C
E_k=(gm/2k *exp(2kh)+C)exp(-2kh)=-gm/2k+Cexp(-2kh)
下降过程类似E_k(h)=gm/2k+Cexp(-2kh)
带入边界条件求解即可。最高点对应E_k=0,速度也可由E_k算出

转换成数学模型:初速度v0,末速度0m/s,加速度a=-kmv^2-g,求h.da=-2kmvdv,∵v=dh/dt,a=dv/dt∴vdv=dh/dt*adt=a*ds -----------(1)∴da=-2kma*ds对等式两边同取积分:∫da/a(上下限为-g,-kv0^2-g)=-2km∫ds(上下限为h,0...