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我登出了这篇《刻舟求鱼(配图)》,通过简单的计算得出,如果我们考虑水的阻力,船上的人从船尾运动到船头,最终船会准确地回到原处。
我文中的计算非常简单,
$\Delta p = f\ \Delta t = -k \ v \Delta t = - k \Delta x$
$m \frac{dv }{dt} = -kv$
解出
$v = v_0 \ e^{-\frac{k}{m}t}$
$S(t) = -v_0 \frac{m}{k} (e^{-k\ t/m}-1)$
$S(T) = V_0 \frac{m}{M} \frac{M}{k} (e^{-k\ T/M}-1)$
船速在T时减到
$V(T) = -V_{0}\frac{m}{M} e^{-kT /M}$
人落到船上后,人船的速度为(总动量除以总质量)
$V^\prime = (m V_0 + M \ V(T)) /(m+M) = V_0 \frac{m}{m+M} (1- e^{-kT/M})$
用这个速度代入上面的位移公式,时间无穷:
$S^\prime(\infty) = V^\prime \frac{m+M}{k} = V_0 \frac{m}{m+M} (1-e^{-kT/M}) \frac{m+M}{k} \\= V_0 \frac{m}{k} (1-e^{-kT/M})$
船运动的总位移为
$d = S(T) + S^\prime(\infty) =0$
QED.
至此,我们的蛮力计算得到了同样的结果。虽然我是直接敲,但是还是得看着式子进行。
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GMT+8, 2024-12-22 16:57
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