作者ERT312 (312)
看板Physics
标题Re: [问题] 等速率圆周运动 突然改变向心力
时间Fri Nov 30 13:21:20 2018
※ 引述《kbccb01 (王同学)》之铭言:
: 如题 假设有等速率圆周运动
: m,v,r=1 故F=1
: 今天我突然改成F=1.1之类的 请问这轨迹会如何?
: 会问这问题是在想 这轨迹应该是r会逐渐缩小
: 但是如何缩小?最後会是如何?
: r递减到一个值?还是在那个值上下震荡?
: 我的数学程度只有大一微积分 目前列式如下
: 位置=x(t),y(t),x(0)=1,y(0)=0
: 速度:x'(0)=0,y'(0)=1 (代表逆时针旋转)
: 加速度:(x",y")=(1.1)(-x,-y)/√(x^2+y^2)
: 看到加速度这 我就感觉解不出来了
: 请教有没有比较正确的列式方式或关键字
: 以及我应该学习什麽数学或物理知识才能解这种题呢?谢谢!
它的运动轨迹方程跟解这个微分方程有关
u"+u=a^2/u^2
(如果是平方反比力,则是解 u"+u=a^2)
参考维基
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%BC%80%E6%99%AE%E5%8B%92%E5%AE%9A%E5%BE%8B
其中 u=1/r
u"是对θ的二次导函数
u^2*u"+u^3-a^2=0
先降阶
u^2 (du'/du)*u'=a^2-u^3
u'du'={(a^2-u^3)/u^2} du
积分得
(1/2)u'^2 = -a^2/u - u^2/2 + c
u'=±√(-2a^2/u-u^2+2c)
{±1/√(-2a^2/u-u^2+2c)} du = dθ
到这里出现了第三类椭圆积分
这个方程有一个特解 u=a^(2/3) 圆周运动
除此之外可能没有漂亮的轨迹方程了
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1F:推 kbccb01: 非常谢谢 我会再去学习 12/06 17:37