大学物理,第二题怎么做?
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解:将题目所给的位置矢量转化成平面直角坐标系中的两个分运动方程。
在 X 轴的分运动方程是 X=a * cos(ω t ) 米
在 y 轴的分运动方程是 y=b * sin(ω t ) 米
将以上二式联立,消去 t ,得质点的轨迹方程为
( X / a)^2+( y / b)^2=1
或 ( X^2 / a^2)+(y^2 / b^2)=1 ----这是一个椭圆方程
由于 X 轴分运动速度 V x=dX / dt=-a * ω * sin(ω t )=-(a ω / b)* y ----方程1
y 轴分运动速度 V y=dy / dt=ω b * cos(ω t ) =(ω b / a)* X ------方程2
a 轴分运动加速度 ax=dV x / dt=-a * ω^2 * cos(ω t ) =-ω^2 * X ------方程3
y 轴加速度 ay=dV y / dt=-ω^2 * b * sin(ω t ) =-ω^2 * y --------方程4
所以在A点(a,0)处的速度方向是与 y 轴平行的,加速度方向是与 X 轴平行的。
将 X=a,y=0 代入以上方程2和3式,得
V y=ω b
ax=-ω^2 * a
得 ω^2 * a =( ω b )^2 / ρA
所以轨迹曲线在A点(a,0)的曲率半径是 ρA=b^2 / a
在 X 轴的分运动方程是 X=a * cos(ω t ) 米
在 y 轴的分运动方程是 y=b * sin(ω t ) 米
将以上二式联立,消去 t ,得质点的轨迹方程为
( X / a)^2+( y / b)^2=1
或 ( X^2 / a^2)+(y^2 / b^2)=1 ----这是一个椭圆方程
由于 X 轴分运动速度 V x=dX / dt=-a * ω * sin(ω t )=-(a ω / b)* y ----方程1
y 轴分运动速度 V y=dy / dt=ω b * cos(ω t ) =(ω b / a)* X ------方程2
a 轴分运动加速度 ax=dV x / dt=-a * ω^2 * cos(ω t ) =-ω^2 * X ------方程3
y 轴加速度 ay=dV y / dt=-ω^2 * b * sin(ω t ) =-ω^2 * y --------方程4
所以在A点(a,0)处的速度方向是与 y 轴平行的,加速度方向是与 X 轴平行的。
将 X=a,y=0 代入以上方程2和3式,得
V y=ω b
ax=-ω^2 * a
得 ω^2 * a =( ω b )^2 / ρA
所以轨迹曲线在A点(a,0)的曲率半径是 ρA=b^2 / a
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