物理和数学高手进.

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/30 18:19:35
一质点坐标(X0,Y0),在重力作用下以最短的时间沿曲线f(x)滑至原点。整个过程无摩擦力。求f(x).
也就是寻找这样的曲线,使滑下来用的时间最少。

这是很古老的最速降线问题,需要用到变分原理,最后的结果f(x),是一条摆线(就是圆轮沿直线行走,轮边缘上一点的轨迹)
y=f(x)用参数方程表示
x=R(θ-π-sinθ)
y=R(1+cosθ)
θ为参数,R是常数,就是画摆线的圆的半径。可以用过(Xo,Yo)点确定
如果认为(Xo,Yo)是最高点,则R=Yo/2,或R=Xo/π

摆线有着迷人的性质:上述摆线是开口向上的,坐标原点是摆线最低点,无论从摆线上哪一点释放一个小球,落到最低点的时间都相同= π√R/√g=1.00√R,g是重力加速度

楼上过于简化了这道题。

这道题看似简单,其实已经超出了一般大学生的能力。

本题属于变分法的课题,短短数语是无法讲清楚的,看来楼主至少已经是大学的高年级学生了。变分法的书非常少,不过网上还是能找到的。

先分析:肯定要有水平初速度,竖直方向(y)刚好滑到X轴时(y=0) 水平方向达到Y轴(x=0) 时间最短 设初速度v(方向水平,朝向原点)
1/2gt²=Y0
vt=X0
联立解得v=5X0/√Y0
再带入y=Y0-1/2gt²
x=X0-vt
这个就是曲线 化简成y=f(x)的形式就可以了