因为要写一个库,用以模拟现实世界的运动逻【关注微信公众号:wwwtangshuangnet】【未经授权禁止转载】辑。在经典力学里,我们常常用匀速运动来说【原创内容,转载请注明出处】未经授权,禁止复制转载。事,但现实中哪有那么好的事情,摩擦力等阻本文版权归作者所有,未经授权不得转载。【本文受版权保护】力会让速度慢下来,重力加速度会让速度越来原创内容,盗版必究。转载请注明出处:www.tangshuang.net越快等等。
【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net【转载请注明来源】【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net【未经授权禁止转载】著作权归作者所有,禁止商业用途转载。本文作者:唐霜,转载请注明出处。原创内容,盗版必究。已知:某物体以 v1 的初始速度被加速前进,t1 秒后,速度达到了 v2(v2 > v1)。
著作权归作者所有,禁止商业用途转载。【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】求:t2(t2 > t1)时停止加速,物体滑行多长距离之后停下来转载请注明出处:www.tangshuang.net本文作者:唐霜,转载请注明出处。?
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当看到这个题目,作为文科生,我完全懵逼,【原创不易,请尊重版权】【转载请注明来源】把毕生学到当物理学知识翻出来也找不到快速【关注微信公众号:wwwtangshuangnet】未经授权,禁止复制转载。解决的办法。所以,只能通过自己的推演慢慢【原创不易,请尊重版权】本文版权归作者所有,未经授权不得转载。解决这道题目。
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这道题的特别之处在于受到了阻力影响,且运原创内容,盗版必究。【原创内容,转载请注明出处】动过程分为两段。那么接下来我们来进行受力【本文首发于唐霜的博客】【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net分析。
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第 1 阶段由于受到比 f 大的 F 力【本文受版权保护】【作者:唐霜】的助推,所以呈实际受力为 F ̵著作权归作者所有,禁止商业用途转载。【未经授权禁止转载】1; f 的推力,匀加速运动。第 2 阶本文作者:唐霜,转载请注明出处。转载请注明出处:www.tangshuang.net段由于只受 f 阻力,所以呈匀减速运动。
【版权所有,侵权必究】【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net著作权归作者所有,禁止商业用途转载。本文作者:唐霜,转载请注明出处。关于加速运动用到的公式有如下:
【转载请注明来源】【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net【本文受版权保护】【本文首发于唐霜的博客】- 求加速度公式 a = (v2 – v1) / t 【原创不易,请尊重版权】【作者:唐霜】【转载请注明来源】
- 求距离公式 s = v1t + at2/2 【未经授权禁止转载】【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net
且公式中如果 v1 为 0,那么更加简单。
【转载请注明来源】【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】由于第 2 阶段物体停下来,只受 f 阻未经授权,禁止复制转载。【关注微信公众号:wwwtangshuangnet】力影响,因此,我们只需要知道 f 所带来的减速度,以及【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】【本文受版权保护】 t2 时的即时速度即可算出滑行需要的时间,进转载请注明出处:www.tangshuang.net未经授权,禁止复制转载。而算出滑行距离。
本文作者:唐霜,转载请注明出处。【原创不易,请尊重版权】【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net【作者:唐霜】开始解题
1.计算第一阶段加速度
本文版权归作者所有,未经授权不得转载。【版权所有,侵权必究】本文作者:唐霜,转载请注明出处。【本文首发于唐霜的博客】a1 = (v2 – v1) / t
转载请注明出处:www.tangshuang.net【本文首发于唐霜的博客】【未经授权禁止转载】2.计算到达 t2 时的速度
【本文受版权保护】未经授权,禁止复制转载。vx = a1 * t2 = (v2 – v1) * t2 / t
【版权所有,侵权必究】原创内容,盗版必究。【原创内容,转载请注明出处】3.计算计算阻力减速度
【版权所有,侵权必究】【作者:唐霜】【原创内容,转载请注明出处】即时速度比较好算,但是 f 所带来的减速【作者:唐霜】【关注微信公众号:wwwtangshuangnet】度是多少呢?
著作权归作者所有,禁止商业用途转载。著作权归作者所有,禁止商业用途转载。著作权归作者所有,禁止商业用途转载。【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】根据牛顿第二定律 F = ma。因为质量【转载请注明来源】【版权所有,侵权必究】固定,所以摩擦力 f 所产生的减速度 ax 是固定的。同时根据动摩擦力公式 f =未经授权,禁止复制转载。本文作者:唐霜,转载请注明出处。 µFn = µG = µmg(µ 为动摩擦因子【版权所有,侵权必究】【本文首发于唐霜的博客】)。质量和重力加速度都是固定的,所以最终本文作者:唐霜,转载请注明出处。【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net ax 的大小仅仅和动摩擦因子有关,也就是物质【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net【版权所有,侵权必究】表面的粗糙程度,ax = ƒ(µ)。
【版权所有,侵权必究】【转载请注明来源】现在,我们假设在没有阻力的情况下所产生的【版权所有,侵权必究】转载请注明出处:www.tangshuang.net加速度为 a0:
【原创不易,请尊重版权】未经授权,禁止复制转载。kµ = ax / a0
著作权归作者所有,禁止商业用途转载。【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net即损失加速度与理想状态(无阻力)加速度之【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net【作者:唐霜】比,k 为一个常量系数,表示摩擦因子与加【本文受版权保护】【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net速度损失之间的某种特定关系,那么
原创内容,盗版必究。【未经授权禁止转载】未经授权,禁止复制转载。【原创不易,请尊重版权】ax = ƒ(µ) ≈ µa0
【转载请注明来源】【转载请注明来源】转载请注明出处:www.tangshuang.net而对于同一个事物,µ 是固定不变的。又因本文版权归作者所有,未经授权不得转载。本文作者:唐霜,转载请注明出处。为
本文版权归作者所有,未经授权不得转载。【未经授权禁止转载】【版权所有】唐霜 www.tangshuang.net著作权归作者所有,禁止商业用途转载。ax = a0 – a1
【关注微信公众号:wwwtangshuangnet】原创内容,盗版必究。【转载请注明来源】所以
【作者:唐霜】【作者:唐霜】ax = µa0 = a0 – a1
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=> a0 = a1 / (1 – µ)
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=> ax = a0 – a1 = a1 / (1 – µ) 未经授权,禁止复制转载。【未经授权禁止转载】211; a1
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=> ax = µa1 / (1 – µ) = µ本文版权归作者所有,未经授权不得转载。【版权所有,侵权必究】(v2 – v1) / t(1 – µ)
现在我们得到了摩擦力带来的减速度。
【作者:唐霜】转载请注明出处:www.tangshuang.net本文版权归作者所有,未经授权不得转载。4. 计算停下来要花的时间
本文作者:唐霜,转载请注明出处。【版权所有,侵权必究】【本文首发于唐霜的博客】我们就可以得到从 t2 开始减速到停止所需要花费的时间:
著作权归作者所有,禁止商业用途转载。著作权归作者所有,禁止商业用途转载。tx = vx / ax
【版权所有,侵权必究】【原创内容,转载请注明出处】本文作者:唐霜,转载请注明出处。【作者:唐霜】5. 计算停下来之前滑行的路程
本文版权归作者所有,未经授权不得转载。【访问 www.tangshuang.net 获取更多精彩内容】本文版权归作者所有,未经授权不得转载。在该时间内物体前进的距离是多少呢?
【原创内容,转载请注明出处】未经授权,禁止复制转载。转载请注明出处:www.tangshuang.net转载请注明出处:www.tangshuang.netsx = ax * tx2 / 2
转载请注明出处:www.tangshuang.net未经授权,禁止复制转载。著作权归作者所有,禁止商业用途转载。经过上面这些步骤我们就算出了物体滑行的距【原创内容,转载请注明出处】本文版权归作者所有,未经授权不得转载。离。
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