物理(Physics)解决方案

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基本概况

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开普勒三大定律

  • 椭圆定律:所有行星绕太阳的轨道都是椭圆,太阳在椭圆的一个焦点上。

  • 面积定律:行星和太阳的连线在相等的时间间隔内扫过的面积相等。

  • 调和定律:所有行星绕太阳一周的恒星时间(Tᵢ)的平方与它们轨道半长轴(aᵢ)的立方成比例,即 T₁²/T₂² = a₁³/a₂³

经过修正后的第三定律的精确公式:(a₁³/T₁²) / (a₂³/T₂²) = (1 + m₁/mₐ) / (1 + m₂/mₐ)(式中m₁和m₂为两个行星的质量;mₐ为太阳的质量)

定义:所以行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。这就是开普勒第三定律,又称周期定律。 公式:T²/a³ = k。其中,a表示椭圆轨道的半长轴,T表示公转周期,k是一个与行星无关的常量。

摩檫力

牛顿三大定律

  • 牛顿第一定律

定义:一切物体在没有受到力的作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种运动状态。

  • 牛顿第二定律

定义:物体的加速度跟所受的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同。

  • 牛顿第三定律

定义:两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。

时间轴扭曲函数

线性运动:易恒定速度运动。 缓入运动:起初缓慢运动,逐渐提速。 缓出运动:起初快速移动,逐渐减速。 缓入缓出运动:起初缓慢移动,逐渐提速,再逐渐减速。 弹簧运动:围绕一个点震荡。 弹跳运动:在某点附近反复弹跳。

物理运动

四种宇宙基本力(由强到弱) | 强核作用力 • 电磁力 • 弱核作用力 • 重力 物理系统:质量、速度、摩擦力和空气阻力等变量、重力、旋转和碰撞

  • 基本速度

加速度:g = 9.81m/s² 垂直速度:v = gt;

  • 匀变速直线运动 | 假设一个正方向,与该方向相同的量取正值,相反的取负值

定义:沿着一条直线,且加速度不变的运动叫匀变速直线运动。 特征:加速度恒定,物体在相同的时间内速度变化相同。 速度公式:v = v₀ + at
位移公式:x = v₀t + ½at²
位移与速度的关系:
平均速度:
用平均速度求位移:x = ūt

  • 自由落体运动
const START_X = 150,
      START_Y = 150,
      GRAvITY_FORCE = 9.81,     // 重力加速度
      SCALE = 10,               // 高度一米 = 画布 10 px
      DATE_START = Date.now();

function fall() {
  const DATE_END = Date.now();
  let time = DATE_END - DATE_START;
  let posX = START_X + (time / 1000) * 100;
  let posY = START_Y + GRAvITY_FORCE * SCALE * (time / 1000) * (time / 1000);

  if (posY > canvas.height) {
    return;
  }

  ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
  drawCircle(ctx, 150, posY, 50);

  window.requestAnimationFrame(fall);
}

window.requestAnimationFrame(fall);  
  • 匀加速运动

  • 竖直上抛运动

1.位移h = vot - gt^2/2 | (以初速度vo方向为正方向) 2.末速度vt = vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2) 3.有用推论vt^2-vo^2=-2gh 4.上升最大高度Hm=vo^2/2h(抛出点算起) 5.往返时间t=2vo/g (从抛出落回原位置的时间) 可由速度公式和条件v=0得到 注:等高点v等大方向相反 由此公式可推出上抛的位移和末速度,方便计算。竖直上抛运动可以和自由落体运动相比较来学习。

  • 抛射体弹道运动

垂直方向:向上减速后,到达顶点,然后开始向下加速运动。s=vt+(1/2)at² 水平方向:s = vt

  • 匀变速直线运动

  • 平抛运动

  • 弹力

斜抛运动

  • 斜抛运动

定义:物体以一定的初速度斜向射出去,在空气阻力可以忽略的情况下,物体所做的这类运动。 分析:把斜抛运动看成是作水平方向的[匀速直线运动]和[竖直上抛运动]的合运动来处理或沿v0方向的[直线运动]和[自由落体运动]的合运动。

  • 基础知识

斜抛运动水平方向做匀速直线运动,竖直方向做竖直上抛运动。 忽略空气阻力的条件

  • 基础概念

射时:小球运动时间。 射高:小球能达到的最高点。 射程:从抛出点到落地点的水平位移。

  • 三大常量

射时T:T = 2·v₀·sinθ / g 射高H:H = (v₀ + sinθ)² / 2g 射程R:R = v₀²·sin2θ / g

  • 相关公式 | v₀为抛出速度,θ为速度与水平面夹角,g为重力加速度

水平方向的速度:v₁ = v₀·cosθ 垂直方向的速度:v₂ = v₀·sinθ - gt

水平方向的位移:x = v₀·t·cosθ 垂直方向的位移:y = v₀·t·sinθ - gt²/2 斜抛运动轨迹方程式:y = x·tanθ - gx² / 2(v₀·cosθ)²

达到最高点所用时间:t = v₀·sinθ / g 水平射程:S = v₁·t = v₀·cosθ·v₀·sinθ/g = 2v₀²·sinθ·cosθ / g = v₀²·sin2θ / g

最大射程(射程最远):θ = 45ᵒ

宇宙速度

  • 第一宇宙速度

定义:人造卫星围绕地球表面作圆周运动时的速度。 v₁ = 7.9km/s

  • 第二宇宙速度

定义:航天器脱离地球引力场所需的最低速度。 v₂ = 11.2km/s

  • 第三宇宙速度

定义: 航天器脱离太阳引力场所需的最低速度。 v₃ = 16.7km/s

圆周运动

  • 线速度 | 矢量

定义:做圆周运动的物体通过的弧长与所用时间的比值。 公式:u = ∆s / ∆t 与角速度的关系:线速度的大小等于半径与角速度的乘积。

  • 角速度

定义:做圆周运动的物体与圆心的连线扫过的角度与所用时间的比值。 公式:ω = Δθ / Δt

  • 转速

定义:物体单位时间转过的周数。 公式:

  • 匀速圆周运动

匀速圆周运动物体的线速度、角速度、转速、向心力、向心加速度的大小都不变,线速度、向心力、向心加速度方向时刻在变化,线速度沿切线方向,向心力、向心加速度总指向圆心。 aₙ = u²/r = ω²/r | Fₙ = mu²/r = mω²r

重力

流体力学

https://www.cnblogs.com/eco-just/p/11747777.html https://zhuanlan.zhihu.com/p/111033763?from_voters_page=true

水波方程式

连续性方程

能量方程 | 伯努利方程

动量方程

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Contributors: 709992523