* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
Примеры решения дифференциальных уравнений
707
В соответствии со вторым законом Ньютона многие физические явления, свя занные с движением объектов, описываются дифференциальными уравнениями второго порядка. Ниже дан пример задания и решения такого уравнения, описы вающего движение тела, брошенного вверх на высоте h0 со скоростью v0 при уско рении свободного падения g:
> restart; eq2:=diff(h(t),t$2) = -g;
> dsolve({eq2,h(0)=h[0],D(h)(0)=v[0]},h(t));assign(s2);
Итак, получено общее уравнение для временной зависимости высоты тела h(t). Разумеется, ее можно конкретизировать, например для случая, когда g=9.8, h0=10 и v0=100:
> g:=9.8: > s2:=dsolve({eq2,h(0)=10,D(h)(0)=100},h(t));assign(s2);
> plot(h(t),t=0..20,color=black);
Зависимость высоты тела от времени h(t) представлена на рис. 9.5. Нетрудно заметить, что высота полета тела вначале растет и, достигнув максимума, начина ет снижаться. Оговоримся, что сопротивление воздуха в данном примере не учи тывается, что позволяет считать задачу линейной. Полученное с помощью Maple решение совпадает с полученным в примере, описанном в разделе 9.1.3.
Рис. 9.5. Зависимость высоты полета тела от времени h(t)