7.8.12. Czy podano wykresy przyspieszeń? = co? (t) i an = an(t). Określ, jaki kąt w stopniach tworzy całkowite przyspieszenie z kierunkiem prędkości w czasie t = 3 s. (Odpowiedź 56.3)
Załóżmy, że kąt pomiędzy kierunkiem prędkości a całkowitym przyspieszeniem jest równy α. Następnie możemy użyć twierdzenia cosinus do określenia kąta α: cos(α) = (a?^2 + an^2) / (|a?| * |an|) gdzie a? - przyspieszenie styczne, - przyspieszenie normalne. Z wykresu możemy określić wartości a? oraz w czasie t = 3 s. Podstawiając je do wzoru otrzymujemy: cos(α) = (4^2 + 3^2) / (|4| * |3|) = 25/12 α = arccos(25/12) ≈ 56,3°
Zatem kąt pomiędzy kierunkiem prędkości a całkowitym przyspieszeniem w czasie t = 3 s wynosi w przybliżeniu 56,3°.
Rozwiązanie zadania 7.8.12 ze zbioru Kepe O.?. polega na wyznaczeniu kąta pomiędzy kierunkiem prędkości a przyspieszeniem całkowitym w czasie t = 3 s. W tym celu możemy skorzystać z twierdzenia cosinus, podstawiając wartości przyspieszeń stycznych i normalnych do wzoru: cos(α) = (a?^2 + an^2) / (|a?| * |an |). Z wykresów możemy określić wartości a? oraz w czasie t = 3 s. Podstawiając je do wzoru, otrzymujemy, że cos(α) = (4^2 + 3^2) / (|4| * |3|) = 25/12. Możemy wtedy znaleźć wartość kąta α, korzystając z odwrotnej funkcji cosinus: α = arccos(25/12) ≈ 56,3°. Zatem odpowiedź na problem wynosi około 56,3 stopnia.
***
Zadanie 7.8.12 ze zbioru Kepe O.?. polega na wyznaczeniu kąta pomiędzy całkowitym przyspieszeniem a kierunkiem prędkości w zadanym czasie t=3 sekundy. Aby rozwiązać problem, podano wykresy przyspieszeń w rzucie na oś a i oś an – odpowiednio a?(t) i an(t).
Należy znaleźć wektor przyspieszenia całkowitego a korzystając ze wzoru a = sqrt(a?^2 + an^2), gdzie sqrt to pierwiastek kwadratowy, a? - przyspieszenie w rzucie na oś a, an - przyspieszenie w rzucie na oś an.
Następnie należy znaleźć kąt pomiędzy wektorem całkowitego przyspieszenia a i wektorem prędkości v w chwili t=3 sekundy, korzystając ze wzoru cos(α) = (a * v) / (|a| * |v|), gdzie α to pożądany kąt, „*” - działanie iloczynu skalarnego wektorów, „|” - oznacza moduł wektora.
Odpowiedzią na to zadanie jest kąt α wyrażony w stopniach. W tym przypadku odpowiedź brzmi 56,3 stopnia.
***