写一个计算火箭升空问题的matlab程序,空气阻力为kv^2,燃料燃烧速度为8kg/s,m0=1000kg,燃料为800kg
时间: 2024-02-21 21:59:18 浏览: 253
利用MATLAB研究火箭升空问题.pdf
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好的,根据题目要求,我们可以列出火箭质量随时间的变化式:
m = m0 + mf - 8t
其中,m0为初始质量,mf为燃料质量,t为时间,8为燃料的燃烧速度。
在这个过程中,火箭所受的重力为mg,空气阻力为kv^2,根据牛顿第二定律,可列出火箭的运动方程:
m*a = -kv^2 - mg
其中,a为火箭的加速度。根据牛顿第三定律,火箭产生的推力为F = 8a,因此火箭的总受力为:
Ftot = F - kv^2 - mg
将上式代入牛顿第二定律,可得到:
(m0 + mf - 8t)*a = -kv^2 - g*(m0 + mf - 8t)
化简可得:
a = (-kv^2 - g*(m0 + mf - 8t)) / (m0 + mf - 8t)
然后我们就可以写出matlab程序来求解这个问题:
``` matlab
clear,clc
% 初始值
m0 = 1000; % 单位:kg
mf = 800; % 单位:kg
v0 = 0; % 初始速度 单位:m/s
t0 = 0; % 初始时间 单位:s
T = 100; % 总时间 单位:s
dt = 0.1; % 时间步长 单位:s
k = 0.1; % 空气阻力系数 单位:kg/m
% 初始化
t = t0;
m = m0 + mf;
v = v0;
h = 0;
while t < T
% 计算加速度
g = 9.81; % 重力加速度 单位:m/s^2
a = (-k*v^2 - g*(m0 + mf - 8*t)) / (m0 + mf - 8*t);
% 更新速度和位置
v = v + a*dt;
h = h + v*dt;
% 更新时间和质量
t = t + dt;
m = m0 + mf - 8*t;
% 输出结果
fprintf('时间:%f s,高度:%f m,速度:%f m/s\n', t, h, v)
end
```
这个程序可以求解出火箭在升空过程中的高度、速度随时间的变化。注意,由于空气阻力的存在,火箭最终会停止升空并开始下落,因此程序中并没有考虑火箭的落地问题。
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