катер массой m=300 кг движется с начальной скоростью V0=6 м/с. считая, что сила сопротивления воды пропорциональна скорости F=-kV, где k =10 кг/с - коэффициент сопротивления. Определить скорость катера через дельта t =12с после начала движения.
Answers & Comments
AleXLeon
По второму закону Ньютона, m*a=m*dv/dt=F=-k*v, или m*dv/dt=-10*v, dv/dt=-10/300*v, dv/v=-10/300*dt, ∫dv/v=-10/300*∫dt, ln(v)=-10*t/300+C, v(t)=e^(-10*t/300+C). При t=0 получаем уравнение 6=e^C, откуда C= ln(6). Тогда v(t)=6^(ln (6))*e^(-10*t/300)=6*e(-10*t/300) м/с. При t=12 c v(12)= 6*e^(-120/300)=6*e^(-2/5)≈4,02 м/с. Ответ: ≈4,02 м/с.
3 votes Thanks 2
UmbertoVargas
я удалил из-за того, что не было вычислений по конечной формуле
AleXLeon
=) все теперь ясно. Но в физике главное общая формула, а уже потом и численный ответ
Vasily1975
Можно и так, но по-моему, это задача на составление и решение дифференциального уравнения.
AleXLeon
vasily1975, если знаем лёгкий путь, то почему бы им не воспользоваться. Тем более через диф ур я не особо понял :)
Vasily1975
Потому что "лёгкий путь" не точен. Ускорение есть производная от скорости, а отношение приращения скорости к приращению времени есть среднее ускорение. Это во-первых. Во-вторых, насколько я знаю, в курсе математики для 11 класса есть подобные задачи на составление и решение дифференциальных уравнений.
AleXLeon
Вы хотите сказать, что я взял среднее ускорение?
Vasily1975
Это не показатель. Так можно поступать только в случае постоянного ускорения. А здесь скорость показательно убывает, и также (по модулю) будет убывать и ускорение.
Vasily1975
Потому что если v=e^(-k*t), то a=v'(t)=-k*e^(-k*t). Что и требовалось доказать. Да и расхождение в 0,28 м/с(4,3-4,02) - по-моему, не так мало.
Answers & Comments
dv/dt=-10/300*v, dv/v=-10/300*dt, ∫dv/v=-10/300*∫dt, ln(v)=-10*t/300+C,
v(t)=e^(-10*t/300+C). При t=0 получаем уравнение 6=e^C, откуда C= ln(6).
Тогда v(t)=6^(ln (6))*e^(-10*t/300)=6*e(-10*t/300) м/с. При t=12 c
v(12)= 6*e^(-120/300)=6*e^(-2/5)≈4,02 м/с.
Ответ: ≈4,02 м/с.
Verified answer
Объяснил свое решение(исправляюсь).Модер не удаляй.