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機(jī)車啟動(dòng)之恒定功率啟動(dòng)

2022-01-25 13:26 作者:匆匆-cc  | 我要投稿

????????在高中物理教科書上,未給出機(jī)車啟動(dòng)恒定功率啟動(dòng)的推導(dǎo)。

????????在此,對(duì)阻力恒定時(shí)的情況進(jìn)行推導(dǎo)。

????????根據(jù)牛頓第二定律

%5Coverrightarrow%7BF%7D%3Dm%5Coverrightarrow%7Ba%7D

????????以及

P%3D%5Cfrac%7BdW%7D%7Bdt%7D%3D%5Cfrac%7B%5Coverrightarrow%7BF%7D%5Ccdot%20d%5Coverrightarrow%7Bx%7D%7D%7Bdt%7D%3D%5Coverrightarrow%7BF%7D%5Ccdot%20%5Cfrac%7B%20d%5Coverrightarrow%7Bx%7D%7D%7Bdt%7D%3D%5Coverrightarrow%7BF%7D%5Ccdot%20%5Coverrightarrow%7Bv%7D

????????得到

%5Cfrac%7BP%7D%7Bv%7D-f%3Dm%5Cfrac%7Bdv%7D%7Bdt%7D

????????分離變量dt,得

dt%3D%5Cfrac%7Bmv%7D%7BP-fv%7Ddv

????????為方便積分,作以下處理

dt%3D%5Cfrac%7Bmv%7D%7BP-fv%7Ddv%3D%5Cfrac%7B-%5Cfrac%7Bm%7D%7Bf%7D(P-fv)%2B%5Cfrac%7BmP%7D%7Bf%7D%7D%7BP-fv%7Ddv%3D(-%5Cfrac%7Bm%7D%7Bf%7D%2B%5Cfrac%7BmP%7D%7BfP-f%5E2v%7D)dv

????????兩邊積分

%5Cint_%7B0%7D%5E%7Bt%7Ddt%3D%5Cint_%7B0%7D%5E%7Bv%7D%20(-%5Cfrac%7Bm%7D%7Bf%7D%2B%5Cfrac%7BmP%7D%7BfP-f%5E2v%7D)dv%20

%5Cbegin%7Balign%7D%0At%26%3D(-%5Cfrac%7Bm%7D%7Bf%7Dv-%5Cfrac%7BmP%7D%7Bf%5E2%7D%5Cln%20%5Cfrac%7BfP-f%5E2v%7D%7BmP%7D%20)%5Cvert%20_0%5Ev%0A%5C%5C%26%3D-%5Cfrac%7Bmv%7D%7Bf%7D%2B%5Cfrac%7BmP%7D%7Bf%5E2%7D%5Cln%5Cfrac%7BP%7D%7BP-fv%7D%0A%5Cend%7Balign%7D

????????可以看到,當(dāng)t%5Crightarrow%5Cinfty時(shí),v%5Crightarrow%5Cfrac%7BP%7D%7Bf%7D,這與課內(nèi)得到的結(jié)論相同,即:

????????當(dāng)時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí),可以認(rèn)為

v%3D%5Cfrac%7BP%7D%7Bf%7D

? ? ? ? 下面4幅圖為GeoGebra模擬的v-t曲線。

## 應(yīng)去掉x軸以下部分

## 為了方便比較,沒(méi)有更換坐標(biāo)軸尺度

模擬出的一條標(biāo)準(zhǔn)曲線(作對(duì)照用)
質(zhì)量增大,即慣性增大,沿時(shí)間方向拉長(zhǎng)
阻力增大,最大速度減小
功率增大,最大速度增大

????????下圖是把四條曲線放在一起的情況。

?

????????撰稿于2020.10.27

????????重寫于2022.01.25

機(jī)車啟動(dòng)之恒定功率啟動(dòng)的評(píng)論 (共 條)

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