模型假设
1. 视火箭及其搭载物为一个质量为定数的物体,与火箭搭载物的形状,大小和尺寸等无关(简单化) 2. 火箭的升天过程视为一个物体在地球表面被垂直上抛的过程(实际情况) .
3. 为使模型简单,忽略物体飞行中的空气阻力不计(理想化) .
4. 设定如下参量:
—— 被垂直上抛的物体质量
—— 地球质量
—— 地球半径
—— 万有引力常数
—— 垂直上抛物体的初始速度.
这里,我们注意到一个似乎很不合理的假设:忽略空气阻力。事实上,空气阻力是不可避免的,而且是一个主要因素。那麽,这个大胆的理想化处理的结果如何?你只需继续做下去便可见分晓:它竟然给出了第二宇宙速度。然后,你不妨再将此因素考虑进来,看看所建模型的结果,你会有新的发现和体会的。
在上述分析和假设之下,建立其模型已经是水到渠成。
例 5 (七桥问题)
问题的提出
所谓七桥问题是指发生在 18 世纪东普鲁土的哥尼斯堡(现在俄国的加里宁格勒)的一个真实故事。 在哥尼斯堡有条普莱格尔河,它有两条支流在城市中心汇合后流入波罗的海。这条河将城市分割成四块:
、
两个小岛和
、
两块陆地(如图 1-2 )。岛上有一座大学,一座古教堂,还有哲学家肯特的墓地 。为通行方便,在四块陆地之间建了七座各具特色的大桥,因此每到节、假日或傍晚,都有许多居民和大学生来此散步。久而久之,人们发现并热衷于讨论这样一个问题:能否从四块陆地之一出发,走遍每座桥一次且仅一次然后回到出发地?自然有不少人作过实地尝试,但一直未能实现。