化,导致机械能不守恒了,你觉得应该从哪里入手?”
说着,他通过QQ发过来一个word文档,“比如,这个缓慢变长的单摆。”
吴建波将文件打开,发现里面是一道很简洁的单摆问题,只不过比起课本上的简谐振动,附加了一个致命的条件——摆长l随时间t缓慢变化,l=l(t)。
林允宁的眉头瞬间锁紧。
他立刻意识到,这是一个动态系统。
因为有改变摆长的力在做功,所以系统的机械能不再守恒。
他的第一反应,是要想求解,得先有边界——
首先,小角度近似∣θ∣<< 1;
再者,需要足够“缓慢”,也就是频率变化相对自身足够慢,或者说……“绝热”。
他凭借LV.3的力学直觉和建模能力,下意识地拿起笔,在草稿纸上开始建立坐标系,试图用经典力学硬解。
笔尖在草稿纸上飞速移动。
但很快,他的笔尖停住了。
在列出运动的微分方程后,林允宁发现,因为摆长 l是变量,方程里既有θ,又有 l的一阶和二阶导数。
一展开,就是含时系数的二阶线性常微分方程,一个他从未见过的巨大怪物。
“硬算!”
他咬了咬牙,决定用最原始的武器战斗到底。
他开始尝试微元近似,将摆的运动拆解成无数个微小的、摆长近似不变的简谐振动片段,再试图将这些片段用积分强行缝合起来。
草稿纸很快就被密密麻麻的计算过程所填满。
时间一分一秒地过去。
吴建波在一旁看得心惊肉跳,他看着林允宁草稿纸上那密密麻麻的微分方程,内心焦急万分:
“疯了……这小子真是个疯子!他想用牛顿定律硬解!他这是要把自己往积分的泥潭里拖啊!可是……这思路,倒也不是完全不可行……”
但此时陈正平不说话,他也不好评论,只能眼睁睁看着林允宁的额角渗出了细密的汗珠,草稿纸被一次次划掉,新的方程又被写上。
那片小小的纸面,已经变成了一片乱麻,如同在泥潭里反复挣扎过的战场。
十分钟后,林允宁才满头大汗地停下笔,得出了一个极其复杂的、带着积分号的近似解。
他将自己的思路大致和陈正平说了一遍。
屏幕那头,陈正平听完,露出了赞许的笑容:
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