Кинематика с непостоянным ускорением

Частица испытывает ускорение, описываемое выражением

а "=" к Икс 2
где x — смещение от начала координат, k — произвольная константа.

К какому значению стремится скорость v частицы при стремлении x к бесконечности, если частица стартует в некоторой точке x0?

Если я подойду к этой проблеме с энергией, то

Вт "=" Ф г Икс
"=" Икс 0 м к Икс 2 г Икс
"=" м к ( 1 + Икс 0 1 )
Вт "=" К "=" м к Икс 0 1
1 2 м в 2 "=" м к Икс 0 1
в "=" 2 к Икс 0 1

Как бы я решил эту проблему с помощью чистой кинематики? (похоже, существует какая-то циклическая зависимость, когда ускорение влияет на скорость, скорость влияет на смещение, а смещение влияет на ускорение)

Точно так же две частицы испытывают ускорения, описываемые уравнением

а 1 "=" к 1 Икс 2
а н г
а 2 "=" к 2 Икс 2
где x - расстояние между двумя частицами

Каких двух скоростей достигают частицы при стремлении x к бесконечности, если эти две частицы изначально разделены некоторым x0?

Ответы (1)

Чтобы решить первую часть только с помощью кинематики, используйте цепное правило:

а ( Икс ) "=" г в г т "=" г в г Икс г Икс г т "=" г в г Икс в ,
а потом а ( Икс ) г Икс "=" в г в .

Интеграция обеих сторон ( Икс 0 до бесконечности слева и в 0 к в ф справа) получаем

к Икс 0 "=" в ф 2 в 0 2 2 ,

или

в ф "=" 2 к Икс 0 + в 0 2 .

Решение сценария с двумя частицами не сложнее, чем версия с одной частицей, если вы обращаете внимание на знаки для частицы 2.

Обратите внимание, что этот сайт использует MathJax для рендеринга уравнений. Просто поместите математику между $ ... $ inline или $ $ ... $ $ для отображения уравнений и используйте стандартное латексное форматирование.
@MichaelBrown На самом деле я медленно пытался преобразовать текст, но до сегодняшнего дня я никогда не пробовал. Спасибо за помощь. "="
Поскольку мое исчисление довольно слабое, не могли бы вы показать, как будет работать расчет с двумя частицами?
@ Эндрю Не волнуйся, это легко. Используйте это в качестве практики для себя, чтобы убедиться, что вы действительно понимаете ответ. ;-)
Хорошо, я пришел к выводу, что общая скорость v=sqrt(2(k1+k2)/x0), это правильно? Если да, не могли бы вы указать мне правильное направление, как найти отдельные скорости v1 и v2?