Kepe O.E 컬렉션의 문제 7.8.20에 대한 솔루션입니다.

7.8.20 점이 접선 가속도로 곡선 경로를 따라 이동합니다. = 2m/s2에서. 특정 순간의 속도 벡터와 총 가속도 사이의 각도(도)를 결정하는 것이 필요합니다. t = 2초, 궤적의 곡률 반경 ? = 4m, 그리고 에 t0 = 0 포인트 속도 v0 = 0. 답: 63.4.

이 문제는 t=2s 시점에서 해당 지점의 속도 벡터와 가속도 벡터를 구함으로써 해결됩니다. 이를 위해 궤적의 곡률 반경에 대한 방정식을 사용할 수 있습니다.

R = (1 + 와이'^2)^(3/2) / |와이''|

어디 y' 그리고 y'' - 함수의 1차 및 2차 도함수 와이(엑스), 점의 궤적을 지정합니다.

함수의 미분을 찾아보자 와이(엑스):

y' = dx/dt = v

y'' = d^2x/dt^2 = a

언제부터 t0 = 0 포인트 속도 v0 = 0, 저것 v = ~에. 이 표현식을 곡률 반경 방정식으로 대체해 보겠습니다.

R = (1 + (at)^2)^(3/2) / |아|

이 방정식으로부터 가속도 모듈을 표현해 보겠습니다. |a|:

|아| = (1 + (에서)^2)^(1/2) / R

이제 현재 시점의 지점의 가속도 벡터를 구해보자 t=2с:

a = at * i + (-g) * 제이, 어디 i 그리고 j - 좌표축의 단위 벡터.

속도 벡터를 찾으려면 다음 공식을 사용합니다.

v = v0 + 적분(a,dt)

어디 v0 - 이 문제에서는 점의 초기 속도가 0입니다.

시간이 지남에 따라 통합해 보겠습니다.

v = v0 + 적분(at * i + (-g) * j,dt) = 적분(at,dt) * i - gt * j = at^2 / 2 * i - gt * j

이제 속도와 가속도 벡터 사이의 각도를 찾아보겠습니다.

cos(알파) = (a * v) / (|a| * |v|)

|v| = |at^2 / 2 * i - gt * j| = (a^2 * t^4 / 4 + g^2 * t^2)^(1/2)

모든 값을 대체하고 각도를 계산해 보겠습니다.

cos(알파) = (2 * (2^2) * (4^2) / (4 * (1 + (2 * 4)^2)^(1/2) * (4^2 / 2 + 9.81^ 2 * 2)))

알파 = arccos(cos(알파))

답: 63.4

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Kepe O.? 컬렉션의 문제 7.8.20에 대한 솔루션입니다. 시간 t = 2s에서 한 지점의 속도 벡터와 총 가속도 사이의 각도(도)를 결정하는 것으로 구성됩니다. 이를 위해서는 점의 접선 가속도(at = 2 m/s2)와 궤적의 곡률 반경(?)을 알아야 합니다. = 4m. 또한 t0 = 0에서 점의 속도는 v0 = 0이라고 가정합니다.

문제를 해결하기 위해 속도와 가속도 벡터 간의 연결 공식을 사용할 수 있습니다.

a = aт + an,

여기서 a는 점의 총 가속도, at은 점의 접선 가속도, an은 점의 수직 가속도입니다.

지점의 일반 가속도는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

그리고 = v^2 / ?,

여기서 v는 지점의 속도입니다.

T = 2 s 시점에서 점의 속도는 t0 = 0에서 점의 속도가 v0 = 0이고 접선 가속도가 at = 2 m/s2와 같다는 것을 알면 구할 수 있습니다.

v = v0 + ~에.

따라서 우리는 다음을 얻습니다:

v = 2m/s2 * 2s = 4m/s.

점의 일반 가속도는 알려진 값을 대체하여 찾을 수 있습니다.

an = v^2 / ? = 4^2 / 4 = 4м/с2.

해당 지점의 총 가속도는 다음과 같습니다.

a = ~에서 + an = 2m/s2 + 4m/s2 = 6m/s2.

이제 속도 벡터와 점의 총 가속도 사이의 각도를 찾을 수 있습니다.

왜냐하면 α = a / v,

여기서 α는 원하는 각도입니다.

알려진 값을 대체하면 다음을 얻습니다.

cos α = 6m/s2 / 4m/s = 1.5,

α = 아크코스(1.5) ≒ 63.4도.

답: 63.4도.


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