【趣味物理題】降落傘
鄭濤(Tao Steven Zheng)著
【問題】
有一位跳傘者從飛機上掉下來,他在降落時打開降落傘??諝庾枇εc速度平方成正比 。
題一:求得運動方程(equation of motion), 計算終端速度(terminal velocity)。
題二: 把運動方程改寫成微分方程(differential equation),然后用這個微分方程來推得定積分(definite integral)
題三:求解以上定積分,然后解速度 。
提示


【題解】
題一
在跳傘者身上畫兩種力:重力(gravity)和空氣阻力(air-resistance / drag)。

已知 和
,所以
下落物體達到終端速度(terminal velocity)時處于平衡狀態(tài)(equilibrium),因此,
題二
牛頓第二運動定律說明 ,然后
,所以
因為 ,
因此,
題三
使用部分分式積分法(integration by partial fractions)或使用提示計算題二的定積分
求解速度
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