3.8
考虑一个横截面积随高度变化的杯子——其底部和顶部较宽,中间较窄。
当以恒定的体积流速将咖啡倒入此杯中时,咖啡液面随时间上升。液面上升的速率与该高度处的横截面积成反比。
曲线的凹凸性取决于高度对时间的二阶导数的符号。
在马克杯的下半部分,横截面积的变化导致液面高度加速上升。由于液体高度在此区域内呈加速变化,其二阶导数为正,因此形成一条上凹的曲线。
另一方面,横截面积在上半部分增加,并表现出相反的效果,即高度减缓,意味着二阶导数为负,对应于曲线上凹向下的区域。
拐点标志着凹凸性发生变化的位置。
在此示例中,拐点位于杯体中部附近,此处横截面积最小。因此,由二阶导数表示的高度加速度在由正值变为负值后已降至零。
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