作者mantour (朱子)
看板Physics
标题Re: [闲聊] [电影中的物理] 少林足球~
时间Sun Apr 4 23:49:56 2010
※ 引述《a80481ivan (阿傻)》之铭言:
: 应该是可以计算他的速度以及高度(概念应该是对的 计算过程不确定啦~)
: 由
: GMm dv
: -------=m---- 来计算
: r^2 dt
: 又v=dr/dt 积分一下 所以r=R+vt R为地球半径 代入做计算
: 时间是一个小时...可以解得速度 在求得距离
: 要求解的话...应该是需要工程数学来...这个部分我已经忘了~~
: 有强者可以帮算吗XD
: 有错请指教~
GMm d^2 r
- ------- = m ---------
r^2 dt^2
二边乘上 dr/dt,对t积分
∫(- GMm/r^2 dr/dt) dt = GMm/r
m∫ (d^2r/dt^2) (dr/dt) dt
= m (dr/dt)^2 - m∫ (dr/dt) (d^2r/dt^2) dt
=> m∫ (d^2r/dt^2) (dr/dt) dt = 1/2 m (dr/dt)^2
因此
GMm/r = 1/2 m (dr/dt)^2 + E
或者写成
1/2 m (dr/dt)^2 - GMm/r = E
或是直接用力学能守恒,也可以得到这个式子
=> dr/dt = ±√[2(E/m+GM/r)]
其中
E = 1/2 m v0^2 - GMm/Re
v0 为初速度,Re为地球半径
最高点 Rmax = - GMm/E
上升和下降所需时间相同
R
Δt = 2∫ (1/√[2(E/m+GM/r)]) dr
Re
令 u = √[2(E/m+GM/r)]
-2GMu du
dr = --------------
u^2 - (2E/m)
代入,再用部份分式法积分(恕不赘述)
然後经过 !@#$%^& 的计算,把上下界代进去
就可以得到原po想要的答案
(积分参考结果 by mathmatica:
Integrate[1/Sqrt[2*(E/m + (g*m)/x)], x] ==
((m*Sqrt[E/m + (g*m)/x]*x)/E - (g*m^(5/2)*Log[g*m^3 + 2*E*m*x +
2*Sqrt[E]*m^(3/2)* Sqrt[E/m + (g*m)/x]*x])/(2*E^(3/2)))/Sqrt[2]
)
不过我是不觉得这个计算有什麽意义啦,就只是微积分练习而已
: ※ 引述《alenbe (生活)》之铭言:
: : 今天看电影台看到「少林足球」,很经典的一部电影
: : 发现里面有一幕与物理有关,大家可以算算看~
: : 请看此影片中约00:55~01:30
: : https://www.youtube.com/watch?v=jXV5Cc37RRo
: : 教练正集合大家准备练球
: : 结果周星驰一拿到球,太兴奋了
: : 球往上一踢...
: : 让大家等了一个多小时,球才落回地面 = ="
: : 若从物理的角度来思考
: : 你有办法估计球的初速?与飞行高度吗?:)
: : 影片中教练有提到
: : 如果球乱踢,搞不好飞机都会被击落...
: : 根据上面的数据,此球有可能飞到飞机飞行的高度吗?
: : 若可以飞这麽高,请问此球击中飞机时的速度为何呢? :)
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Heisenberg was driving down the Autobahn whereupon he was pulled over by a
policeman. The policeman asked, "Do you know how fast you were going back
there? Heisenberg replied,
"No, but I know where I am."
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 140.112.213.158
1F:推 alenbe:谢谢你的分享 :) 04/05 00:35
2F:推 a80481ivan:水喔~刚刚番分析力学课本 他的时间项 就是这样~ 04/05 00:39