关于圆锥摆的问题 快
答案:5 悬赏:20 手机版
解决时间 2021-02-18 13:32
- 提问者网友:蔚蓝的太阳
- 2021-02-17 20:25
关于圆锥摆的问题 快
最佳答案
- 五星知识达人网友:笑迎怀羞
- 2021-02-17 21:06
抬高,向外展开
全部回答
- 1楼网友:醉吻情书
- 2021-02-18 00:24
这个,外力作用的冲量,与小球当时的动量的关系:它们之间的夹角是多少?
如果是0,小球会过渡到较大的半径做匀速圆锥摆
如果是垂直,自行脑补
如果是其他夹角,就要沿“小球动量”方向分解,另一个,或者两个分量就是造成“左右来回运动”的关键
PS:矢量+三维坐标+微积分+运动学,这已经不是普通的复杂了,而且普通高等数学还不一定能解决;
回想当初老师讲解两个正弦波的合成时,头到现在还在疼...追问普通高等数学还不一定能解决 这是真的吗
我是这样想的 以竖直方向作为z轴 x0y平面则建立极坐标系
可以列出小球在x0y平面投影满足的微分方程列出(此平面所受合力是mgtanα α为绳与竖直方向的夹角)
α为未知量可由ρ表示 绳长为已知 自变量为θ 函数为ρ 这只是常微分方程
然后z轴坐标可由xy坐标和绳长得出
但这方程我解不出 我刚高中毕业追答你应该想得太简单了吧
首先,为什么小球在做离心运动时,运动半径会变大?变大的含义就是小球向上运动了,那么是什么引起小球向上运动?
假设一个最简单的情况,外力作用的冲量,与小球当时的动量成0度。
绳子长L,小球运动平面据绳子顶点h(h是一个时间 t 的函数)。
(初始状态速度为V,角度为θ)
在外力作用前,初始状态:
Mg*tanθ=MV²/(L*Sinθ) ............................(重力和绳子拉力提供向心力)
故:Mg=MV²/(L*Sinθ*tanθ)
外力作用后,速度变为u(u之后为一个常量)
此时小球需要的向心力F1=Mu²/(L*Sinθ)
绳子的拉力变为:T=F1/Sinθ=Mu²/(L*Sin²θ)
此时绳子在重力方向的分力:T*Cosθ=Mu²*Cosθ/(L*Sin²θ)
在重力方向向上的加速度a=T*Cosθ-Mg=Mu²*Cosθ/(L*Sin²θ)-MV²/(L*Sinθ*tanθ)
微元da=Mu²*Cosdα/(L*Sin²dα)-MV²/(L*Sinθ*tanθ)
微元dα=arcCos(dh/L)
dh/d²t=da
以上是在竖直方向的函数
在水平方向建立极坐标,初始坐标(r=(L*Sinθ),Φ=0)
作用后速度为V,半径为r
则角速度ω=V/r
r=L*Sinα
任意时刻坐标为(L*Sinα,V*t /(L*Sinα)).............对α 求t 的积分
方程给出,不知道求解orz
高中毕业就做这样的题目,是要做什么工程项目吗?
如果纯粹是好奇,我看还是了解一下就可以了,毕竟卫星、弹道轨迹这种不是我们玩得起的。追问我就是指冲量与小球当时的动量成0度时的情况
好吧我只是好奇
如果是0,小球会过渡到较大的半径做匀速圆锥摆
如果是垂直,自行脑补
如果是其他夹角,就要沿“小球动量”方向分解,另一个,或者两个分量就是造成“左右来回运动”的关键
PS:矢量+三维坐标+微积分+运动学,这已经不是普通的复杂了,而且普通高等数学还不一定能解决;
回想当初老师讲解两个正弦波的合成时,头到现在还在疼...追问普通高等数学还不一定能解决 这是真的吗
我是这样想的 以竖直方向作为z轴 x0y平面则建立极坐标系
可以列出小球在x0y平面投影满足的微分方程列出(此平面所受合力是mgtanα α为绳与竖直方向的夹角)
α为未知量可由ρ表示 绳长为已知 自变量为θ 函数为ρ 这只是常微分方程
然后z轴坐标可由xy坐标和绳长得出
但这方程我解不出 我刚高中毕业追答你应该想得太简单了吧
首先,为什么小球在做离心运动时,运动半径会变大?变大的含义就是小球向上运动了,那么是什么引起小球向上运动?
假设一个最简单的情况,外力作用的冲量,与小球当时的动量成0度。
绳子长L,小球运动平面据绳子顶点h(h是一个时间 t 的函数)。
(初始状态速度为V,角度为θ)
在外力作用前,初始状态:
Mg*tanθ=MV²/(L*Sinθ) ............................(重力和绳子拉力提供向心力)
故:Mg=MV²/(L*Sinθ*tanθ)
外力作用后,速度变为u(u之后为一个常量)
此时小球需要的向心力F1=Mu²/(L*Sinθ)
绳子的拉力变为:T=F1/Sinθ=Mu²/(L*Sin²θ)
此时绳子在重力方向的分力:T*Cosθ=Mu²*Cosθ/(L*Sin²θ)
在重力方向向上的加速度a=T*Cosθ-Mg=Mu²*Cosθ/(L*Sin²θ)-MV²/(L*Sinθ*tanθ)
微元da=Mu²*Cosdα/(L*Sin²dα)-MV²/(L*Sinθ*tanθ)
微元dα=arcCos(dh/L)
dh/d²t=da
以上是在竖直方向的函数
在水平方向建立极坐标,初始坐标(r=(L*Sinθ),Φ=0)
作用后速度为V,半径为r
则角速度ω=V/r
r=L*Sinα
任意时刻坐标为(L*Sinα,V*t /(L*Sinα)).............对α 求t 的积分
方程给出,不知道求解orz
高中毕业就做这样的题目,是要做什么工程项目吗?
如果纯粹是好奇,我看还是了解一下就可以了,毕竟卫星、弹道轨迹这种不是我们玩得起的。追问我就是指冲量与小球当时的动量成0度时的情况
好吧我只是好奇
- 2楼网友:痴妹与他
- 2021-02-17 22:47
证明了一下,可看成xyz三个垂面上的单摆复合而成追问不懂 三个垂面上的单摆复合而成? 有一个平面的投影是单摆还可以理解
- 3楼网友:冷風如刀
- 2021-02-17 22:25
圆面积增大。因为F=mv方/r。F增大半径增大。r=LF/√(F方加G方)。平面公式为x方+y方=r方。立体公式x方+y方+z-d=r方。z=d。d是平面高度改变量。
- 4楼网友:不甚了了
- 2021-02-17 21:58
其实、我连方程都列不出、更别说解了、
猜测应该是一条三维的空间曲线、圆锥螺线或者说抛物螺线之类的、反正是螺线的一种
轨迹方程应该可以表示成时间t的参数方程
如果你能列出方程的话我来帮你解、追问真的吗 之前我列过 但解不出 所以扔了
过几天我再写一遍 是一个常微分方程
猜测应该是一条三维的空间曲线、圆锥螺线或者说抛物螺线之类的、反正是螺线的一种
轨迹方程应该可以表示成时间t的参数方程
如果你能列出方程的话我来帮你解、追问真的吗 之前我列过 但解不出 所以扔了
过几天我再写一遍 是一个常微分方程
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