请高手解释 高等数学 常微分方程例题?
例飞机在机场跑道着陆时,经常用位于飞机尾部的减速伞为飞机紧急减速.若飞机的质量为m,接触跑道是的速度是v0,减速伞的阻力与飞机的速度成正比(比例系数为k),从飞机接触跑道时算起,求飞机滑行的速度与位移的关系?
解根据题设,利用力学牛顿第二定律得
m dv/dt=-kv
由x(t),v(t)的关系,上式可以写成
m dv/dt=m dv/dx dx/dt=mv dv/dx=-kv
即dv/dx=-k/m 从而 dv=-k/m dx
两边积分得通解v=-k/m x+C
由初始条件:t=0时,x=0,v=v0代入通解得C=v0,故得特解
v(t)=v0-k/m x(t)
请问:1、由F=ma,m dv/dt就相当于ma,那么-kv为什么可以代表F呢?-kv如何解释?
2、dv/dt表示加速度a,dv/dx dx/dt是什么意思?二阶导数也不是这样啊,dv/dx又是什么意思呢?速度比上路程吗?
ozibet的回答对我非常有启发作用,但还是有些不明白,-kv代表减速伞的阻力,-k乘以v就是阻力F是根据什么定律得来的?再就是dx这个中间变量,x是代表位移吗?解题时可随意引入中间变量吗?有何要求? 我没有上过高中和大学,一直在坚持自学,知识不够系统,请高手多指点。
人气:188 ℃ 时间:2020-06-29 06:07:34
解答
由“减速伞的阻力与飞机的速度成正比(比例系数为k)”这句话可知-kv代表减速伞的阻力
飞机滑行时加速度不是保持不变的,它在某一刻的加速度是由飞机在这一刻的阻力决定的,阻力又是由这一刻的速度决定的,所以有第一式
“m dv/dt=-kv”
“m dv/dt=m dv/dx dx/dt”这个变化是数学上解题的技巧,是借助于求导的链式法则进行变形,相当于引入了一个中间变量x,即v是x的函数,x又是t的函数,则v就是t的函数,求导时就要利用链式法则,此时dv/dx就没有明确的物理意义
推荐
- 1.求函数f(x,y,z)=x^2+y^2+z^2在限制条件x+y+z=1下的最小值
- 高数习题
- 高等数学极限习题
- 1.求曲线x^2+y^2+z^2=6,x+y+z=0在点(1,-2,1)处的切线和法平面
- 已知a={2,2,2},b={1,2,4},求既垂直于a又垂直于b且模为√14的向量c.
- The news ( )exciting
- D、E、F分别是三角形ABD各边的中点,AH是三角形ABC的高,四边形DHAF是等腰梯形嘛
- that's Okay?me 填什么 A forB toC out of
猜你喜欢
- 如图所示,物体处于平衡状态,若保持a不变,当力F与水平方向夹角β多大时F有最小值( ) A.β=0 B.β=π2 C.β=α D.β=2α
- 人体呼出的氮气和吸入氮气含量有没有发生变化
- 一台座钟,它的分针长5厘米.这台座钟的分针的针端一天所走的路程是多少米?
- 滑轮组可以省力,改变用力方向,不能同时省力又省距离
- 若直线l1:y=k(x-4)与直线l2关于点(2,1)对称,则l2直线恒过点(0,2).(0,2)点怎么算的?
- 英语翻译
- 那个男孩比班上任何一个学生都高.That boy is ( )( )( )( )in the class.
- 如图:四边形ABCD为菱形,对角线AC=8,BD=6,对角线相交于点O,P是边AD上一点(P与D点可重合)