题目
质量为m的小球由地面以速度v_(0)竖直上抛,若空气对其阻力的值为f=-mv^2,求:小球上升的最大高度。
质量为$m$的小球由地面以速度$v_{0}$竖直上抛,若空气对其阻力的值为$f=-mv^{2}$,求:小球上升的最大高度。
题目解答
答案
根据题意,加速度 $ a = -g - v^2 $。将 $ a = v \frac{dv}{dx} $ 代入,得:
\[
\frac{v}{v^2 + g} dv = -dx
\]
积分后得:
\[
\ln\left(\frac{v^2 + g}{v_0^2 + g}\right) = -2x
\]
当 $ v = 0 $ 时,$ x = h $,解得:
\[
h = \frac{1}{2} \ln\left(1 + \frac{v_0^2}{g}\right)
\]
最终结果为:
\[
h = \frac{1}{2} \ln\left(1 + \frac{v_0^2}{g}\right)
\]