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=mδv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。
则 1秒钟后:
则运用动量定理:
即:且限制条件为:
但又根据。取时间和速度的微元,有:
即。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。
动量动量定理
第五章 2 动量定理 案。编制 韩康李秀芳审核 陈晓陆。一 学始于疑 我思考,我收获。鸡蛋从一米多高的地方落到泡沫垫上,鸡蛋却没有打破,为什么呢?二 质疑 质疑解惑,合作 点一动量定理。创设情景 一个质量为m的物体,初速度为v,在合力f的作用下,经过一段时间t,求 物体的初动量p和末动量p 分别为多...
动量 动量定理
学案正标题。一 考纲要求。1.理解动量 动量的变化量 动量定理的概念。二 知识梳理。1.动量。1 定义 运动物体的质量和速度的乘积叫做物体的动量,通常用p来表示 2 表达式 p mv.3 单位 kg m s.4 标矢性 动量是矢量,其方向和速度方向相同 2.冲量。1 定义 力f与力的作用时间t的乘积...
动量冲量动量定理
课题 冲量动量动量定理。学习目标 理解动量的的概念,知道冲量的意义,理解动量和冲量都是矢量,会计算一维动量变化,理解动量变化和力之间的关系,会用来计算相关问题。重点难点 动量和冲量概念,动量定理简单应用 基本概念 1 冲量 力在时间上的积累效应。i单位。2 动量 质量与速度的乘积。p 单位。3 动量...