问答题 从船上向海中沉放某种探测仪器,按探测要求,需确定仪器的下沉深度y(从海平面算起)与下沉速度v之间的函数关系.设仪器在重力作用下,从海平面由静止开始垂直下沉,在下沉过程中还受到阻力和浮力的作用.设仪器的质量为m,体积为B,海水比重为ρ,仪器所受的阻力与下沉速度成正比,比例系数为k(k>0).试建立y与v所满足的微分方程,并求出函数关系式y=y(v).
【正确答案】
【答案解析】解 取沉放点为原点O,Oy轴正向铅直向下,则由牛顿第二定律得
(*)
这是y对t的二阶可降阶的微分方程,其中 .按典型的降阶办法,

(*)式化为

按分离变量办法解之:

初始条件为v| y=0 =0,求出

故所求函数关系为