Задача по физике с переменным ускорением. Ускорение стрелы, пущенной вертикально вверх со скоростью 40 м/с, меняется по закону ay=-Ae^(-bt), где A=14 м/с, b=0,1 с^(-1). Определить время подъема стрелы до верхней точки траектории. Построить график зависимости скорости от времени.

21 Фев 2023 в 19:40
397 +1
1
Ответы
1

Для решения данной задачи нам необходимо определить уравнение движения стрелы по закону переменного ускорения.

Из уравнения движения для ускорения переменного по времени a(t) = v(t) dv/dx получаем:

m dv/dt = -Ae^(-bt)

dv/dt = -Ae^(-bt)/m

Интегрируя это уравнение, получаем:

v(t) = A*b(e^(-bt) - 1)/m

v(0) = 40 m/s

40 = A*b(1 - 1)/m

m = 14/0.1 = 140 кг

Теперь найдем время T, которое стрела поднимется на верхнюю точку траектории. Для этого найдем, когда скорость стрелы достигнет нуля:

0 = 140.1(e^(-0.1T) - 1)/140

e^(-0.1T) - 1 = 0

e^(-0.1T) = 1

-0.1T = 0

T = 0 s

Таким образом, стрела поднимется на верхнюю точку траектории за нулевое время.

Теперь построим график зависимости скорости от времени:

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
A = 14
b = 0.1
m = 140
def v(t):
return A*b*(np.exp(-b*t) - 1) / m
t = np.linspace(0, 10, 100)
v_t = v(t)
plt.plot(t, v_t)
plt.xlabel("Время, с")
plt.ylabel("Скорость, м/с")
plt.title("График зависимости скорости от времени")
plt.show()

На графике мы увидим, как скорость стрелы меняется со временем в соответствии с законом переменного ускорения.

16 Апр 2024 в 16:38
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир