设降落伞从跳伞塔下落后,所受空气阻力与速度成正比,并设降落伞离开跳伞塔时(t=0)的速度为0.求降落伞下落速度与时间的函数关系.

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设降落伞从跳伞塔下落后,所受空气阻力与速度成正比,并设降落伞离开跳伞塔时(t=0)的速度为0.求降落伞下落速度与时间的函数关系.

设k为空气阻力系数,m为降落伞的质量,g为重力加速度。 则mg-kυ=m•(dυ/dt) 这是一个一阶线性非齐次微分方程 其中P(t)=k/m,Q(t)=g 所以 V=e-∫P(t)dt(∫Q(t)e∫P(x)dtdt+C)=e-(k/m)t(∫ge(k/m)tdt+C) =e-(k/m)t[(mg/k)e(k/m)t+C)=mg/k+Ce-(k/m)t. V|t=0=0知C=-()mg/k 故V=mg/k(1-e-(kt/m))

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