科研
学科
产品
解决方案
教育
功能
商业
cn
曲线运动:法向分量和切向分量
12.3
当质点沿曲线轨迹运动时,其运动可用切向和法向分量来描述。这两个分量均附着在质点上,并随质点一起运动。
对于 n 轴,粒子的曲线路径被划分为多个不同的弧段。每一段构成一个圆的弧,该圆具有曲率半径和曲率中心。
n轴垂直于t轴,其正方向指向曲率中心,用单位矢量un表示。
正t轴沿路径上粒子位置增加的方向定义,并用单位矢量ut表示。
粒子的速度始终与曲线运动轨迹相切,且仅有切向分量。
对速度表达式关于时间求导可得到粒子的加速度。此处,ut 在每一时刻都发生变化,其变化方向表示 un 的方向。
这意味着在曲线运动中,质点的加速度既有切向分量,也有法向分量
当汽车行驶在弯曲的道路上时,可以通过将其分解为切向分量和法向分量来阐述其运动过程。其中以汽车为中心的坐标将会随汽车发生移动。
t 轴的正方向与汽车沿弯曲路径所发生变化的位置是一致的,该过程可以用单位向量 u_t 来进行表示。同时,垂直于 t 轴的 n 轴能够将弯曲的路径分割成不同的弧,每个弧段能够形…