三艘质量为M的小船齐头并进,速度均为v,如果从中间船上同时以速度u把2个质量为m的物体分别抛到左右两船上,速度u的方向和v垂直。问抛掷物体后,三艘船的速度如何变化
时间: 2024-04-02 07:34:27 浏览: 8
在抛掷物体前,三艘小船的总质量为 $3M$,速度为 $v$。
抛掷物体后,根据动量守恒和动能守恒原理,可以得到以下公式:
$$
\begin{aligned}
&\text{动量守恒:} &Mv &= (M+m)(v-u) + (M+m)u + (M+m)(v+u) \\
&\text{动能守恒:} &\frac{1}{2}Mv^2 &= \frac{1}{2}(M+m)(v-u)^2 + \frac{1}{2}(M+m)u^2 + \frac{1}{2}(M+m)(v+u)^2
\end{aligned}
$$
通过求解这两个方程式,可以得到:
$$
\begin{aligned}
&\text{左边的船速度为:} &v_1 &= v - \frac{2mu}{3M} \\
&\text{中间的船速度不变:} &v_2 &= v \\
&\text{右边的船速度为:} &v_3 &= v + \frac{2mu}{3M}
\end{aligned}
$$
因此,左右两艘小船的速度会发生变化,而中间的小船速度不变。值得注意的是,这里假设抛掷物体的时间很短,可以认为整个过程中小船的速度基本保持不变,且抛掷物体的质量相对于船体来说很小,可以忽略其对船体的影响。
相关问题
从前有一条河,河的左岸有m(=3)个传教士、m(=3)个野人和一艘最多可乘n(=2)人的小船
这是一道著名的游戏问题,也是算法设计中经典的一类问题——“河岸过河问题”。这个问题的要求是,传教士和野人必须用这艘小船到对岸,但是当野人数目大于传教士数目的时候,他们会互相攻击(这是过河规则)。请问如何安排传教士和野人过河才能保证他们的生命安全?
答案是,我们需要运用贪心算法。对于传教士和野人两者之间,我们必须考虑先运输传教士,这样可以保证野人在船上的时候无法互相攻击。所以,我们可以采取以下的策略:
1. 在初始状态下,三个野人和三个传教士都在左岸;
2. 将两个传教士载入船上前往右岸;
3. 船载回一位传教士来左岸重新启程;
4. 将两个野人载入船上前往右岸;
5. 船载回一位传教士与一位野人到左岸;
6. 将两个传教士载入船上再次前往右岸;
7. 最后再运回一名传教士;
这样,我们就成功地将三名传教士和三名野人带到了对岸,而不会发生任何的攻击事件。这个过程可以用计算机程序实现,实现过程中需要用到图论算法的相关技巧。
求长为100cm 宽为31cm 高为28cm的柔性聚氨酯泡沫材料小船的浮心坐标
假设小船的底部为平面,则浮心坐标可以通过以下公式计算:
浮心坐标 = (体积重心坐标 - 水线面积重心坐标)/ 水线面积重心到底部的距离
其中,体积重心坐标和水线面积重心坐标可以通过以下公式计算:
体积重心坐标 = ∑(Vi * xi) / ∑Vi
水线面积重心坐标 = ∑(Ai * xi) / ∑Ai
其中,Vi表示每个小体积的体积,xi表示每个小体积的x坐标,Ai表示每个水平面的面积,xi表示每个水平面的x坐标。
将上述公式代入,可以得到浮心坐标的计算公式为:
浮心坐标 = (∑(Vi * xi) / ∑Vi - ∑(Ai * xi) / ∑Ai)/ h
其中,h为水线面积重心到底部的距离。
具体的计算过程需要根据实际情况进行,比如需要知道小船的形状、密度分布情况等。