数学建模问题

1、大型火箭初始质量为1200千克,其中包括900千克燃料。火箭竖直向上发射时燃料以15千克/秒的速率燃烧掉,由此产生40000牛顿的恒定推力。当燃料用尽时引擎关闭。设火箭上升的整个过程中,空气阻力与速度平方成正比,比例系数记作k。
1)
建立火箭升空过程的数学模型;
2)
求引擎关闭瞬间火箭的高度、速度、加速度,及火箭到达最高点的时间和高度;
3)今测得一组数据如下(t~时间(秒),x
~高度(米),v~速度(米/秒)):

t 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
x 1070 1270 1480
1700 1910 2140 2360 2600 2830 3070 3310
v 190 200 210 216 225 228 231 234 239
240
246

现有两种估计比例系数k的方法:
A.用每一个数据(t,x,v)计算一个k的估计值(共11个),再用它们来估计k。
B.用这组数据拟合一个k。
请你分别用这两种方法给出k的估计值,对方法进行评价,并且回答,能否认为空气阻力系数k=0.5(说明理由)。

主要是第一问里面加速度用什么值来代替,另外第二问的思路
是用加速度求k,所以加速度要用t,x,v这几个已知的值代才可以啊= =

第1个回答  2013-06-17
加速度=(推力-空气阻力-自重)/自身质量
=(推力-空气阻力)/自身质量-g
=
推力=40000N
空气阻力=kv^2
自身质量=1200+900-15t追问

好吧……题目没有说清楚……现在空气阻力是未知数,所以要知道加速度来求空气阻力,我是想知道怎么用已经有的这些值来把加速度表示出来

追答

加速度=速度差/时间差
t=10.5s时,10
t=11,5s时,10
t=12,5s时,6
t=13.5s时,9
....
然后代入上面给你的公式,就可以求出平均k

你还可以用 S=vt+at^2/2,来求出a,这是另外一个方法。

追问

好吧这个我带入算过,和答案不一样……可能答案有点问题= =
那拟合的大致思路是什么……

追答

我算了一下,两种方法之间的加速度结果相差有点大。觉得很疑惑。
如果要拟合,应该先画出速度-时间曲线和高度-时间曲线。把计算单元划小,如0.2s一个。这样拟合精度会高很多。

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