您好!
按照箭的质量和速度计算的动能是J0=363焦,和已知条件略有不同。此外,如果需要计算速度损耗,还需要获得箭的空气阻力系数才行。
计算过程如下:
空气阻力系数题目没给出我就用k来代表了。
那么空气阻力=kSv,v是箭的瞬时速度,S是箭的迎风面积。
用牛顿第二定律积分得到速度随时间的变化关系:v=v0*exp(-kSt/m),其中v0是初速度,m是箭质量。
箭前进的距离L=300,则根据运动方程积分:
用时T=-m/Sk*ln[1-LSk/(mv0)]
把T值作为t代入上边的v-t关系式就能得到箭的速度了。然后用动能公式求出动能题就做完了。当然这是不考虑重力影响的做法,如果需要考虑,还要做二维动力计算,就相当麻烦了,而且我不保证能得到解析解。
已经在回答里面说明了,动能用J=0.5mv^2计算,v用算出来的T代入v-t关系式计算。
公式只是看上去复杂,其实主要是这两个公式:
动力公式:F=m*a(加速度a=dv/dt)
运动公式:dS=v*dt
然后积分就能够得到上述v-t关系和T-L关系了。
不能用数字说明的原因是因为题目中还少一个空气阻力系数,所以只好全用字母表达式了。