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曲线运动:极坐标分量
12.4
粒子的曲线运动可以使用极坐标系来描述。
径向坐标用“r”表示,从固定原点向外延伸至质点。角坐标用“θ(theta)”表示,以弧度为单位,是固定参考线与连接原点到该点的径向线之间逆时针方向的夹角。
粒子的位置可以用沿径向的单位矢量表示。对物体位置随时间求导可得到速度。
此处,第一项是沿径向的线速度,第二项是物体的横向速度分量。这两个速度分量始终相互垂直。
速度表达式的对时间导数给出加速度。角方向单位矢量的变化率等于角速度与径向单位矢量乘积的负值。
此处,角坐标的二阶导数表示物体的角加速度。代入各项后可得加速度的表达式,其分量相互垂直。
在极坐标中,粒子的运动会遵循曲线的路径。径向坐标用 "r" 来进行表示,从固定的原点向外延伸到粒子,而角坐标 "θ" 则以弧度来进行测量,用来表示固定的参考线和连接的原点处到粒子径向线之间的逆时针角度。
使用沿径向方向的单位向量来描述其中粒子的位置。通过对粒子相对于时间的位置进行求导即可得出其速度。…