如何求出這個拋體運動的軌跡方程?

時間 2021-07-03 14:34:36

1樓:秋分丿

更新:自習時突然看見有同學 @不會飛的企鵝 給這個回答點了個贊,跑回來看一下發現是可以繼續求解的…

然後半節晚自習就沒了…

這次更新刪掉了很多不必要的細枝末節。

嘗試先得到 表示式,再通過積分得到 表示式。

顯然可以得到方程:

又: ,則寫成分量形式:

有:若記 為 , 為 , 則:

顯然這是齊次的,可做變換: ,此時有:

代入,易解得:

代回,有

初始條件有: 時 ; 代入則有

因此解化為:

這裡可以看到, 裡面有 ,那麼是可以通過雙曲函式的定義化成冪形式的。不過後面的積分似乎可以用得到這種表示式,那就先放著。

將 代入 中,可得:

左邊的積分隨便去群裡抓乙隻積佬可以問得(不是):

(省略積分常數)

則微分方程有:

代入初始條件則有,則:

前面止步於此。現先將變數 記做 。其物理意義是某一時刻的 方向上的速度 :

此時不能顯式的解出 但是可以很簡單地解得 ,不妨直接以 為引數。此時有:

對其求導,有:

於是對位移 與 的關係有:

則:代入初值條件有即得最後 方向上的位移的引數表示式:

對於 方向上,首先有 :

同樣的操作,有:

則:代入初值條件有:

因此最終的軌跡為:

其中 是引數,其物理意義是 ,定義域取自然定義域。

另外…作圖就不做了,如果沒算錯的話,那麼應該就是如此。算錯了的話,思路也是如此。

2樓:SilverBeet

我當時有回答過類似的問題,基本上就是用牛頓第二定律列寫微分方程硬解。去我的專欄看看或者我回答過的問題,或許能找到蛛絲馬跡。我正在解這個題目,整理完了就上圖給你。

3樓:不靠譜的琴弦

看到題主的問題興致勃勃地開始嘗試。

我的方法是把速度分解乙個豎直分量,分別在豎直和速度本身方向列牛頓方程,得到①②。之後嘗試把u/v帶換掉,最後得到乙個④一樣的微分方程。這個過程我推了兩次應該沒啥問題。

或許我的方法本身有問題吧,這dnmd,二階微分,一階微分的平方和一階微分,二階微分前面還有乙個變數,這解個 (爆哭)。

我依稀記得我曾經解出來這個恆定阻力的問題的,不過那是兩年前我還坐在物競集訓隊裡,唉,不得不服老啦,忘了,再等大神吧。

實在糾不出來的話題主也別在這個題上花太多時間了,真正情況裡阻力都是與速度正相關的,到時候在兩個方向上分別解微分方程,很方便的。這恆定阻力。。讓我再哭一次。。

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