Во-первых, вопрос:
Винтовочный патрон с особыми характеристиками может стрелять с начальной скоростью 1200 метров в секунду. Винтовка направлена прямо вверх. Если предположить, что сопротивление воздуха отсутствует, как высоко пролетит винтовочная пуля, прежде чем начнет падать обратно на землю?
У меня такое ощущение, что для этого потребуется интеграл, так как скорость пули будет медленно изменяться из-за силы тяжести, действующей на нее в отрицательном направлении. Однако я не уверен, как настроить этот интеграл. Я подумал, что, возможно, это было так:
Но, глядя на это, это просто не имеет никакого смысла. Может ли кто-нибудь направить меня в правильном направлении?
На самом деле эта задача не требует интеграла. Любой объект в свободном падении (менее 100 км) имеет постоянное ускорение из-за постоянной силы тяжести. Если бы вы действительно провели этот эксперимент ( не делайте этого ), то сопротивление воздуха сыграло бы значительную роль. Однако, пренебрегая сопротивлением воздуха, кинематическое уравнение для связи скорости с положением с постоянным ускорением имеет вид . Высшая точка является точкой поворота, т.е. пуля разворачивается. Это означает, что мгновенная скорость пули в самой высокой точке находится . Начальная скорость пули известно, что . Ускорение свободного падения равно . Исходное положение известно, что это 0 м, а конечное положение это то, что мы ищем. Новое уравнение . Следовательно равно . Это означает, что наше исходное предположение о постоянной силе тяжести неточно менее чем на 0,01 %, фактически на 0. В любом случае, попробуйте выучить 3 кинематических уравнения для постоянного ускорения, они очень полезны. Кстати, вам может быть интересно узнать, что эти уравнения на самом деле получены путем интегрирования функции скорости. Я надеюсь, что это помогло ответить на ваш вопрос, и хорошего дня.
Герт
Билл Н
Лу Кас
хобби
Джон Ренни
Джуд