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  • 設(shè)有一質(zhì)量為m的物體,在空中由靜止開(kāi)始下落,如果空氣阻力為R=kv,其中k>0,v為物體的速度,求物體下落的s與t

    設(shè)有一質(zhì)量為m的物體,在空中由靜止開(kāi)始下落,如果空氣阻力為R=kv,其中k>0,v為物體的速度,求物體下落的s與t
    的函數(shù)關(guān)系
    數(shù)學(xué)人氣:881 ℃時(shí)間:2019-10-18 08:09:44
    優(yōu)質(zhì)解答
    f =kv
      由牛頓第二定律,得 mg-f=ma即 mg-kv=mdv/dt
      整理后,得mdv/(mg-kv)=dt
      兩邊積分,得?。?m/k)ln(mg-kv)=t+C₁(C₁為積分常數(shù))
      由初始條件:t=0時(shí),v=0(從靜止開(kāi)始下落的),得 C₁=(-m/k)ln(mg)
      所以,(-m/k)ln(mg-kv)=t+(-m/k)ln(mg)
      即 t=(m/k)ln[mg/(mg-kv)]
      得 v=(mg/k)×{1-e^[-(kt/m)]}
      因?yàn)関=ds/dt,
      所以s=∫ vdt=∫ (mg/k)×{1-e^[-(kt/m)]}dt
      =(mg/k)t+(mg/k)×(m/k)×e^(-kt/m)+C₂(C₂為積分常數(shù))
      =(mg/k)t+(m²g/k²)×e^(-kt/m)+C₂
      由初始條件:t=0時(shí),s=0 得 C₂=-m²g/k²
      所求的s與 t 的關(guān)系是 s=(mg/k)t+(m²g/k²)×e^(-kt/m)-m²g/k²
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