某人每天由饮食获取2500大卡的热量,其中新陈代谢约需120...
某人每天由饮食获取2500大卡的热量,其中新陈代谢约需1200大卡,每公斤体重约需运动消耗16大卡,其余热量则转化为脂肪,每公斤脂肪相当于10000大卡,求此人体重的增长公式及极限体重。求解
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某人每天由饮食获取2500大卡的热量,其中新陈代谢约需1200大卡,每公斤体重约需运动消耗16大卡,其余热量则转化为脂肪,每公斤脂肪相当于10000大卡,求此人体重的增长公式及极限体重。求解
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本人先抛砖引玉吧。
设第T天开始时体重为w(T),当天结束时增加的体重Δw=(2500-1200-16*w(T))/10000=0.13-0.0016*w(T)
因此第T天结束时也是第T+1天开始时的体重为W(T+1)=w(T)+Δw=0.13+0.9984*w(T)
当Δw=0时体重达到极限而不再增长,此时,0.13-0.0016*Wmax=0, Wmax=0.13/0.0016=81.25 Kg
这两个题用牛顿第二定律得到常微分方程和初始条件,然后求解。注意利用速度的连续性条件。
比如第二题:未打开伞时,阻力为0.5v,重力为mg,由牛顿第二定律,m*dv/dt=mg-0.5*v, v(t=0)=0 ,其中,v为速度,t为时间,m为质量100Kg, g为重力加速度。
由此解得Ln{abs[g-0.5/m*v]}=Lnc-0.5/m*t ,而未打开伞时,重力一般大于阻力,故可去掉绝对值符号。
将初始条件代入得C=g,其中C为积分常数,由初始条件确定。
整理后得到;v=2*m*g*{1-e^(-0.5/m*t)}=1960*{1-e^(-0.005*t)}。这就是未打开伞以前的速度随时间的变化情况。
当t=8时,v=1960*{1-e^(-0.005*8)}=1960*{1-e^(-0.04)}。打开伞后,阻力变为0.6 v^2,此时再由牛顿第二定律:m*dv/dt=mg-0.6*v^2
dv/[g-0.6/m*v^2]=dt
Ln{[sqrt(g)-sqrt(0.6/m)*t]/[sqrt(g)+sqrt(0.6/m)*t]}=LnD+2*sqrt(g)*t
将t=8时,v=1960*{1-e^(-0.04)}代入上式,得到D,然后整理后得到打开伞后速度与时间的关系
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