包含空气阻力的 DIY 水火箭动力学近似
科普物理
2020-02-03 v2 流体动力学
摘要
如果你想对水和空气推进的 DIY 火箭的运动获得准确预测，忽略空气阻力是不可行的。但包含空气阻力的理论分析会导致一个只能数值求解的微分方程组。我们提出一种近似方法，它仅通过对一个定积分的估计即可简单实现，甚至适用于本科物理课程。其结果仅与参考数据（由 Runge-Kutta 方法得到）略有偏差。运动被划分为若干个飞行阶段分别讨论，所得方程通过解析与数值方法求解。各飞行阶段的不同结果被汇总并与经由充分解释和记录的实验所取得的数据进行比较。此外，我们从理论上估算了火箭的阻力系数。该结果通过风洞实验得到证实。
引用
@article{arxiv.2001.08828,
title = {On the approximation of D.I.Y. water rocket dynamics including air drag},
author = {Laura Fischer and Thomas Günther and Linda Herzig and Tobias Jarzina and Frank Klinker and Sabine Knipper and Franz-Georg Schürmann and Marvin Wollek},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.08828},
year = {2020}
}
备注
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