创建Python代码来计算起始速度

Question

有一个任务，需要计算出垂直向上射出的铁球的起始速度。我们知道这一点。

Answer 1

假设您可以忽略空气阻力，您可以使用运动学方程：

v^2 + u^2 = 2as

地点：

• v 是最终速度（最大高度处为 0 m/s）。
• u 是起始速度，
• a 是加速度（在本例中，由于重力而导致 -9.805 m/s²），
• s 是位移（80 m）。

我们可以重新排列方程来求解起始速度 u：

u = sqrt(v^2 -2as)

即使对于初学者来说，在 python 中实现它也相对简单：

def calculate_start_velocity(displacement: float, acceleration: float) -> float:
    """Calculate the start velocity for an object given its displacement and acceleration.

    Args:
        displacement: The displacement of the object (maximum height reached).
        acceleration: The acceleration (should be negative for gravity).

    Returns:
        float: The calculated start velocity.
    """
    final_velocity_squared = 0  # since final velocity at max height is 0
    start_velocity_squared = final_velocity_squared - 2 * acceleration * displacement
    start_velocity = start_velocity_squared ** 0.5
    return start_velocity


def main() -> None:
    """Main function to calculate and print the start velocity."""
    max_height = 80.0  # displacement
    gravity = -9.805  # acceleration due to gravity
    
    start_velocity = calculate_start_velocity(max_height, gravity)
    print(f'The start velocity is: {start_velocity:.2f} m/s')


if __name__ == "__main__":
    main()

输出：

39.61 m/s