降落伞动量定理

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

当人打开绳子的瞬间绳子的拉力会瞬间增大,而后减小。

因此应考虑绳子因为冲量获得的瞬间拉力。

此时应根据动量定理(mg-ksv )Δt=m Δv 和微积分方法计算出绳子的最大拉力。

先把人单独作为研究对象:
1. 当打开伞前的一瞬间,伞和人还未分离,具有相同的速度,且人与伞包之间的连接绳之
间没有拉力,即Ft=0;此时人受的合力为mg-ks1v1,方向竖直向下。

2. 当伞打开后的一瞬间,伞和人分离,很快在Δt 的时间内,伞和人由于绳的拉力又具有
相同的速度开始减速下降,人的空气阻力相当于降落伞的空气阻力可以忽略不计,Ft= ks2v2;此时人受的合力为ks2v2-mg ,方向竖直向上。

在这很短的时间间隔内,人的动量发生很大的改变。

假设,降落伞打开到和人一起稳定下降的时间间隔Δt=1s. 3. 计算:t0时刻打开伞。


1001
ks t m
t mg
v e
ks -=-(1)
1秒钟后:
220
122
ks t m
t mg ks v mg v e
ks ks -
-=-
则运用动量定理:
()
t dv
F m g dt
=-
即:
10[()]
t t t F m g v v =--
且限制条件为:
1130
4cos t
F θ

但又根据
()t mg F t m v -∆=∆
取时间和速度的微元,有:
t dv
mg F m dt
-=

()t dv
F m g dt
=-
由上式可知,绳的最大拉力出现在速度V 变化率最大
的时刻,而这一最大时刻出现在刚刚完全打开伞的一刹那。

由于我们简化模型的效果,我们忽略了开始打开伞到伞完全打开的这一过称,而直接把第一阶段的末速度作为第二阶段的初速度,所以导致在刚刚完全打开伞的一刹那时的瞬时速度不可导,所以求不出最大速度V 变化率,因此我们用打开伞后的一瞬间绳的拉力作为最大拉力,往后由于速度逐渐减小,而拉力也逐渐减小,这是一个比较好的近似。

相关文档
最新文档