抛体运动与空气阻力仿真

抛体运动与空气阻力仿真

对比理想抛体与含空气阻力的抛体运动轨迹

参数设置

运动结果

理想抛体

射程: 0 m

飞行时间: 0 s

最大高度: 0 m

含空气阻力

射程: 0 m

飞行时间: 0 s

最大高度: 0 m

运动轨迹动画

理想抛体轨迹
含空气阻力轨迹
抛射体

水平速度变化

竖直速度变化

物理原理

理想抛体运动

忽略空气阻力时,物体仅受重力作用,运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速运动。

水平方向: vₓ = v₀ cosθ, x = v₀ cosθ · t

竖直方向: vᵧ = v₀ sinθ - g t, y = v₀ sinθ · t - ½ g t²

含空气阻力的抛体运动

考虑与速度二次方成正比的空气阻力,需通过数值方法求解非线性微分方程:

m dvₓ/dt = -k vₓ |v|

m dvᵧ/dt = -mg - k vᵧ |v|

其中 |v| = √(vₓ² + vᵧ²) 为速度大小

问题反馈