字典翻译 问答 小学 数学 设有一质量为m的物体,在空中由静止开始下落,如果空气阻力为R=kv,其中k>0,v为物体的速度,求物体下落的s与t的函数关系
问题标题:
设有一质量为m的物体,在空中由静止开始下落,如果空气阻力为R=kv,其中k>0,v为物体的速度,求物体下落的s与t的函数关系
问题描述:

设有一质量为m的物体,在空中由静止开始下落,如果空气阻力为R=kv,其中k>0,v为物体的速度,求物体下落的s与t

的函数关系

翟建设回答:
  f=kv   由牛顿第二定律,得 mg-f=ma即 mg-kv=mdv/dt   整理后,得mdv/(mg-kv)=dt   两边积分,得 (-m/k)ln(mg-kv)=t+C₁(C₁为积分常数)   由初始条件:t=0时,v=0(从静止开始下落的),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)]}   因为v=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为积分常数)   =(mg/k)t+(m²g/k²)×e^(-kt/m)+C₂   由初始条件:t=0时,s=0 得 C₂=-m²g/k²   所求的s与t的关系是 s=(mg/k)t+(m²g/k²)×e^(-kt/m)-m²g/k²
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