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解释

大酱风度 2024-07-17 15:17:47 ( reads)

题中说用自由落体公式计算: H=(1/2)*g*t^2, 然后讨论结果的适用性。

由于在同样重力场中,上升与下落所用时间一样,因此t应取上面说的时间的一半,为2530秒。计算得高度为31370公里。

这个高度远远大于地球的尺寸,因此g是不适用的(g =9.8 只适用于地球表面附近)。当物体上升离开地球之后,地球对石头的万有引力(重力)是随着高度减少的,因此实际的高度要比31370公里还要高,因此用自由落体公式的计算不准确,可作为下限的估计。

正如您所说,需要解一个如下的微分方程来计算实际高度: G*M/(R+z)^2 = (d^2)z/dt^2  (M 地球质量)

或: (R+z)^2 * (d^2 z/dt^2) = G*M =3.986*10^14

从上面的微分方程中解出z(t), 然后带入t=2530 秒即可。这是一个非线性方程,可用数值解。

跟帖(14)

大酱风度

2024-07-17 15:50:58

请教KDE235, 您看一下这里面最后那个微分方程有无解析解。多谢!

kde235

2024-07-18 05:59:16

有解析解

大酱风度

2024-07-18 11:23:08

多谢!有一步没有明白,能否讨论一下。内容在里面

kde235

2024-07-18 17:35:50

哎呀,我搞错了,谢谢提醒

大酱风度

2024-07-18 19:34:45

学习了,MASTERPIECE!非常感谢!

六号公路

2024-07-19 09:53:28

请指教

大酱风度

2024-07-19 19:59:04

另辟蹊径,简化了推导,非常棒。

六号公路

2024-07-20 09:08:56

佩服

大酱风度

2024-07-20 10:50:19

感谢您的推导,您完成了大部分的工作,我做了一点接续的推导与计算。

六号公路

2024-07-17 19:50:51

高中就能解这个微分方程吗?

大酱风度

2024-07-17 20:19:19

你这样问的原因不但是明知故问,而且是因为你没看明白题意

六号公路

2024-07-17 21:41:12

真不是明知故问,请再次指教!

大酱风度

2024-07-18 11:33:26

看一下原题中的语言,应该很明了

六号公路

2024-07-18 13:02:45

看一下我的回复,应该很明了。