高数课后题7.8.5

高数课后题7.8.5

一链条悬挂在钉子上,起动时一端离开钉子,另一端离开钉子,分别在以下两种情况下求链条滑下去所需要的时间

(1)

若不计钉子对链条所产生的摩擦力

设链条的线密度为,则链条的质量为,又设在时刻,链条的一端离钉子,则另一端离钉子,当时,

若不计摩擦力,则运动过程中的链条所受力的大小为,按牛顿定律,有:

且有初值条件:

由特征方程,解得,又将代入方程,得, 即,求得方程通解:

代入初值条件得,故:

,得,即:

(2)

若摩擦力为链条的重量

设链条的线密度为,则链条的质量为,又设在时刻,链条的一端离钉子,则另一端离钉子,当时,

摩擦力为长链条的重量即为,则运动过程中的链条所受力大小为,按牛顿定律有:

即:

且有初值条件:

满足该条件的特解为:

,得,即:

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