一球从100m米的高度自由落体(忽略空气阻力),每次落地后反跳回原高度的一半,再落下,求第10次掉下并反弹到最高点,反弹了多高,此时球一共经过多少米,运动了多少时间?请用python编程实现
时间: 2024-09-23 17:06:18 浏览: 51
一球从100米高度自由落下,每次落地后反跳回原高度的一半;再落下,求它在第10次落地时,共经过多少米?第10次反弹多高?
当球从100米高度自由落体并每次反弹回到原高度的一半时,这是一个典型的等比数列问题,可以先计算出反弹的最大高度,然后累计每个阶段的距离,最后计算总时间和总路程。
初始高度:h0 = 100 米
每次反弹的高度比例:p = 0.5 (因为每次反弹回原高度的一半)
第一,我们首先计算第10次反弹后的最大高度,即最后一次反弹前的高度乘以反弹比例:
```python
def max_height(n):
return h0 * (0.5 ** (n - 1))
height_10th_bounce = max_height(10)
```
第二,我们计算总的路程,这是所有下落距离加上所有上升距离之和:
```python
def total_distance(fall_heights, bounce_heights):
return sum(fall_heights) + sum(bounce_heights)
fall_heights = [h0] * 9 # 前9次下落,每次都等于初始高度
bounce_heights = [height_10th_bounce] # 第10次下落后的反弹
total_distance_total = total_distance(fall_heights, bounce_heights)
```
第三,对于单次下落的时间t = sqrt(2 * h / g),其中g是重力加速度(这里假设g=9.8 m/s^2)。但因为每次反弹都会立即下落,所以我们只需要计算每个阶段下落的时间,并累加起来:
```python
import math
gravity = 9.8 # 以米每秒平方计
time_per_fall = []
for i in range(10):
if i == 0: # 第一次下落时间
time_per_fall.append(math.sqrt(2 * h0 / gravity))
else: # 后续下落时间都是第一次的两倍(因为速度加倍)
time_per_fall.append(2 * time_per_fall[0])
total_time = sum(time_per_fall)
```
现在我们可以得出结果:
- 最高点反弹的高度是`height_10th_bounce`
- 球总共经过的距离是`total_distance_total`米
- 运动的总时间是`total_time`秒
下面是完整的Python代码:
```python
# ... (以上代码)
print("第10次反弹到最高点的高度:", height_10th_bounce, "米")
print("球一共经过的总距离:", total_distance_total, "米")
print("球运动的总时间:", total_time, "秒")
```
运行这段代码,将得到具体的数值。请注意实际计算中需要处理浮点数运算的结果,例如对于高度可能会有非常小的舍入误差。
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