Задача 9122 Лодка массой м под парусом развила...

ам

14.05.2016

Лодка массой м под парусом развила скорость v0 как будет убывать во времени скорость движения лодки по стоячей воде после спуска паруса, если сила сопротивления воды пропорциональна квадрату скорости лодки?

kisa13256

14.05.2016

★

ma = F
F=-kv
mv`+kv=0 - линейное однородное дифф уравнение с постоянными коэффициентами
его решение ищут в виде
v=С*e^(-(k/m)*t)
при t=0 v(t=0)=v0=С*e^(-(k/m)*0)=C
C=v0
ответ v=v0*e(-(k/m)*t) - зависимость скорости от времени
v=0 при t = беск - движение бесконечное время с экспоненциально убывающей скоростью
x(t) = integral [0; t] v(t) dt = integral [0; t] v0*e(-(k/m)*t) dt =(-m/k) v0*e(-(k/m)*t) [0; t] = (-m/k) v0*e(-(k/m)*t) - (-m/k) v0*e(-(k/m)*0) = (m*v0/k)(1-e(-(k/m)*t))
x(t) = (m*v0/k)(1-e(-(k/m)*t))
x(t=беск) = (m*v0/k)(1-e(-(k/m)*беск)) = (m*v0/k)(1-0) = m*v0/k
максимальное расстояние x=m*v0/k достигается при t = беск