摆线x= a(t- sint), y= a(1- cost)的面积怎么算?
摆线x=a(t-sint),y=a(1-cost)的拱形图形具有周期性,一个周期为2πa。一般,只要研究其一个周期(一拱)就可以了。
由摆线x=a(t - sint),y=a(1 -cost)的一拱(0≤t≤2π) 与横轴所围图形的面积为3π*a^2。
解:根据定积分求面积公式,以x为积分变量,
可得摆线的一拱与横轴所围图形的面积S为,
S=∫|y| dx=∫a(1 -cost)d(a(t - sint))
=∫a^2(1 -cost)^2dt
又由于摆线的一拱内,0≤t≤2π,所以面积为
S=∫(0,2π)a^2*(1 -cost)^2dt
=a^2*∫(0,2π)(1-2cost+(cost)^2)dt
=a^2*∫(0,2π)1dt-2*a^2*∫(0,2π)costdt+a^2*∫(0,2π)(cost)^2dt
=a^2*∫(0,2π)1dt-2*a^2*∫(0,2π)costdt+1/2*a^2*∫(0,2π)(1+cos2t)dt
=3/2*a^2*∫(0,2π)1dt-2*a^2*∫(0,2π)costdt+1/2*a^2*∫(0,2π)cos2tdt
=3/2*a^2*(2π-0)-2*a^2*(sin2π-sin0)+1/4*a^2*(sin4π-sin0)
=3π*a^2
扩展资料:
有一发生圆(滚圆)半径为rp',基圆半径为rc',基圆内切于发生圆,当发生圆绕基圆作纯滚动,其圆心Op分别处于Op1、Op2、Op3、Op4、Op5、Op6......各位置时,由此固结在发生圆平面上的点M分别经过M1、M2、M3、M4、M5、M6......各位置,由此发生圆周期滚动,发生圆上点M所形成的轨迹曲线即为短幅外摆线。
由以上摆线生成的几何关系 若仍保持以上的内切滚动关系,将基圆和摆线视为刚体相对于发生圆运动,则形成了摆线图形相对发生圆圆心Op作行星方式的运动,这就是行星摆线传动机构的基本原理。
参考资料来源:百度百科-摆线