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如何精确计算物体自由落体的速度

最近选题有些随心所欲,逮着一个问题学习后,觉得有意思就写下来,真的把写文章当作梳理思路的工具了。下面这个问题源于一位网友在百度知道上的提问。我试着做了一下,但没有能力全部完成。

假设在一个星球上,某物体从距离球心 L 的位置开始自由落体,不考虑任何阻力,不考虑落到星球地面和内部的情况,求物体在下落 t 秒时的速度。

要求:求精确值。因为重力加速度与下落物体球心的距离有关,所以物体下落过程中重力加速度是变化的。对本题的计算要求考虑这种变化。

解:设引力常数为G;星球质量为M;物体下落初始位置与球心距离为L。在某一时刻(任一时刻)t,物体下落到与球心距离为x的位置。

以下落路程s为自变量,考察物体的重力加速度g(s)和速度v(s),在x点t时刻,有:

本人水平有限,列出④式后无力往下推进,看来还需静心修炼数学功力。如有哪位高手知道,希望能留言指点

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