聊城贴吧百度:圆周问题

来源:百度文库 编辑:高校问答 时间:2024/05/01 09:35:42
一条长为L的线段一端连接一个质量为m小球,另一端连接一定点O,把小球拉到与O点平衡的位置,然后使小球无处速度的自由下落(注:此时,既小球刚下落时,球与O点的距离为绳的长L,绳处于自然拉伸状态),求小球到最低点时所用的时间.
俺们老师说要用微积分来算,可她临走时也没有教给俺该怎么算,呜,帮帮俺吧.俺谢谢拉.
要是你知道大学里的微积分知识,详细的告诉俺一点吧 ,

一楼二楼都是胡吹大气。

楼主刚出这道题时我就开始思考这个问题,直到昨天晚上才在数学软件Mathematica的帮助下得出了结果。今天下午用《仿真物理实验室》检验了结果,这才算全部完成。

如三楼所言,最后的积分式无法用一般方法积出,只有借助于计算机。看楼主的语气应该是高中生,下面的说明我不确定你能否理解。

很显然这道题的困难之处在于小球的加速度在不断变化,无法应用一般的运动公式求出时间。而如果我们运用微积分的思想,即把这一物理过程划分为无数小份,在每一小份内,由于这个过程极短,我们可以近似认为在该小份内,加速度是恒定的,这样我们可以得到每一小份内小球速度的增量dv=a*dt,这里dt代表这一小份经历的时间,于是有dt=dv/a。这是“微分”的过程。

假设我们已经分别求出了每一小份所经历的时间dt,那么我们只要把所有的dt累加起来,就得出了总时间t。然而实际上,由于小份的数目非常大(实际上是无穷大),我们不可能用普通的“加法”来计算。但是感谢牛顿!感谢他发明了积分,这种“超级加法”使我们可以如变魔术般把这无穷多的dt“加”起来。具体的原理和方法,不是几句话可以说清楚的,需要楼主跨入大学后,亲自下一番功夫才能略知究竟。

下面是简要解答过程:
对于上面所说的某一小份,设这一小份内小球摆动到了与起始位置成θ角的位置,用机械能守恒很容易得到此时小球所受的加速度a=平方根(2*g*L*sinθ),于是相应这一小份经历时间为dt=dv/a=dv/平方根(2*g*L*sinθ)。
现在把所有dt“加”起来,即t=积分(dt)=积分(dv/平方根(2*g*L*sinθ))。整个小球摆动过程中,θ的变化范围是从0到π/2,所以积分的范围也是从0到π/2。前面已经说了,这个积分式只能用计算机来运算,结果我就不在这里写出了。

我的表达能力有限,也许上面的说明使你一头雾水。其实即使在你真正学习微积分时,你可能仍然对这种思想无法理解。的确,微积分所蕴含的思想太过深刻,在牛顿发明它之后的几百年中,人们一面享受它为科学计算带来的方便,一面在哲学上怀疑它的正确性,因为一方面它的结果是如此正确,一方面它的思想是那样难以理解。如果今后你在学习微积分的过程中,感到实在无法理解它的思想,我建议你不要多想,只管用,运用它去计算,而不去过多追究它背后的道理。毕竟,在工程领域,微积分更多的是一种工具。很多人用了多年剪刀,却还不知道剪刀的原理呢。

我想你应该没有学过微积分吧,这是微积分里非常简单问题。再说微积分的计算也不是一句两句能说清楚的。

就这道题倒是很简单

我是高中生,这是单摆求周期的问题,最后那积分表达式没法积出来,只有在摆角很小情况下能有近似公式,高中物理上有,楼上几位能算出那积分算你狠啊

我想你应该没有学过微积分吧,这是微积分里非常简单问题。再说微积分的计算也不是一句两句能说清楚的。