1. Главная
  2. Библиотека
  3. Теория управления
  4. На тренировке спортсмен пробегает круг радиуса с постоя...
Разбор задачи

На тренировке спортсмен пробегает круг радиуса с постоянной по модулю скоростью . В момент старта навстречу спортсмену начинает дуть непрерывно усиливающийся ветер. Направление ветра с течением времени не изменяется, а его скорость меняется по закону ,

  • Предмет: Теория управления
  • Автор: Кэмп
  • #Теория автоматического управления
  • #Теория динамических систем
На тренировке спортсмен пробегает круг радиуса с постоянной по модулю скоростью . В момент старта навстречу спортсмену начинает дуть непрерывно усиливающийся ветер. Направление ветра с течением времени не изменяется, а его скорость меняется по закону ,

Условие:

На тренировке спортсмен пробегает круг радиуса RR с постоянной по модулю скоростью vv. В момент старта навстречу спортсмену начинает дуть непрерывно усиливающийся ветер. Направление ветра с течением времени не изменяется, а его скорость меняется по закону V=at2V= a t^{2}, где a>0a>0 - константа, tt - время, прошедшее с момента старта бегуна. Сила сопротивления воздуха, действующая на спортсмена, равна

F=κu, \vec{F}=\kappa \vec{u},

где u\vec{u} - скорость ветра относительно бегуна. С какой скоростью vv должен бежать спортсмен, чтобы минимизировать свою работу по преодолению сопротивления воздуха на дистанции? Работа спортсмена равна по величине и противоположна по знаку работе силы сопротивления воздуха F\vec{F}.

Решение:

1. Дано:

  1. Траектория: Круг радиуса RR.
  2. Скорость спортсмена относительно земли (модуль): v=constv = \text{const}.
  3. Скорость ветра относительно земли: V(t)\vec{V}(t), модуль V(t)=at2V(t) = a t^2, направление постоянно.
  4. Сила сопротивления: F=κu\vec{F} = \kappa \vec{u}, где u\vec{u} — скорость ветра относительно бегуна.
  5. Работа спортсмена WсW_с равна по модулю и противоположна по знаку работе силы сопротивления WFW_F: Wc=WFW_c = -W_F.

2. Найти:

Скорость vv, при которой работа спортсмена по преодолению сопротивления воздуха минимизируется.

3. Решение:

Шаг 1: Определение вект...

Внутри — полный разбор, аргументация, алгоритм решения, частые ошибки и как отвечать на каверзные вопросы препода, если спросит

Попробуй решить по шагам

Попробуй один шаг и продолжи в режиме обучения или посмотри готовое решение

Какое условие должно быть выполнено для минимизации работы спортсмена по преодолению сопротивления воздуха, если его скорость $v$ постоянна, а скорость ветра $V(t)$ меняется со временем?

Что нужно знать по теме:

Что нужно знать по теме

Алгоритм решения

Топ 3 ошибок

Что спросит препод

Выбери предмет