求水溫上升幾度c

2011-04-13 11:35 pm
1. 1公克的水滴做自由落體由1000公尺高度自由落下, 若所受阻力與其速度成正比,當其落下200公尺之後, 水滴以20m/s等速下落至著地. 若其所受的阻力全轉變為熱量使水溫上升, 則水溫可上升幾度c? 已知1卡=4.2焦耳, 重力加速度=10公尺/秒平方

2. 承上題, 求落下200公尺內的平均阻力大小?
3. 承上題, 求落下200公尺內的平均功率大小?

請附上算式謝謝
更新1:

第3題是問下落200m內阻力作功的平均功率?

更新2:

for REX: dv/(v-20)=(-1/2)dt v=20[1-e^(-t/2)] 由上面第一式我推不出第二式 我一定有哪個部分數學算錯了, but I can't find it, help me~ thank you.

回答 (5)

2011-04-14 2:02 pm
✔ 最佳答案
理論上不是t趨近無限大時才會達到終端速度?

2011-04-14 06:02:59 補充:
阻力等於重力時 物體達到終端速度=20 m/s
dv/dt=g-kv
dv/dt=10-0.5v
dv/(v-20)=(-1/2)dt
v=20[1-e^(-t/2)]

第一跟第二的問題 我的想法跟意見欄裡差不多
不過阻力是做負功

第三題
落下200m
h=∫ v dt
200=∫ 20[1-e^(-t/2)] dt, t:[0,t]
10=t+2e^(-t/2)
可以估計t約為10秒
阻力做功=-1.8 J
功率=-0.18 W

2011-04-14 14:31:32 補充:
dv/(v-20)=(-1/2)dt
ln(v-20)=-t/2+C
v=C'*e^(-t/2)+20
t=0-->v=0-->c'=-20
v=20[1-e^(-t/2)]

2011-04-14 15:07:19 補充:
利用這個結果可以算出
t=10sec 時物體落下200m
此時速度為v(10)=20[1-e^(-5)]=19.865 m/s
也算相當接近了
2011-04-14 2:16 pm
我也只解出第1題而已
我也在找第2題和第3題的答案
希望各位高手提出各種可能解法...
(大家都算得很快...超佩服你們的...)

2011-04-14 09:31:26 補充:
感謝REX大師的分析,
原來此題題目有一個"intrisic defect"
就是終端速度不可能達到
硬說在200m時到達
因此只能求出近似解

這題是科學考試(或是甄試)的題目....

2011-04-14 16:57:40 補充:
意見006算出第二題的答為0.009N
這是平均力, 是平均在位移上
是用 功/位移=平均力.....對位移平均
而一般平均力是對時間平均, 這兩者是不同的吧?
2011-04-14 6:23 am
前兩題都還好(吧)

夭壽的是第三題= =

2011-04-13 22:24:32 補充:
1公里 應該不用考慮重力場變化...

2011-04-13 22:36:23 補充:
1.非保守力作功等於總力學能變化
熱能=0.001*10*1000-(1/2)*0.001*400=9.8J=2.33cal=1*1*△t
△t=2.33攝氏度

2.阻力作功=0.001*10*200-(1/2)*0.001*400=1.8J=f*200
f=0.009N
這算是平均力嗎?...


第三題的時間是不是超難算?
沒意外的話第三題答案是1.8/t 吧...
2011-04-14 6:17 am
高手!請您提示一下做法吧!

又或者提供半經驗公式之類的!

2011-04-13 23:25:11 補充:
(1) 0~200m:F_D1(t)

(2)200~1000m:F_D2

當時間T秒時,達終端速度:F_D1(T) 似乎不等於 F_D2

請教一下msher高手!

(1)式ODE您如何列式的,以及(2)式之半經驗公式為何?

2011-04-13 23:41:26 補充:
msher大!給一下這題的參考解吧!
2011-04-14 3:42 am
如果不考慮REX大的問題,直接用功能定理就是答案了(吧)


收錄日期: 2021-05-01 17:52:03
原文連結 [永久失效]:
https://hk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20110413000015KK03922

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