曲線運動
運動量的 座標表示法
卡氏直角坐標 (2D 3D)
優點
為一一種坐標系可以拆成三個直線運動
目的
以i j k 為一組"正交"基底向量, 來描述質點的運動量
其中
平移參考體
其參考體上所架設之參考坐標系可隨參考體平移 稱此參考體為平移參考體
注意
此參考體不能旋轉
位置向量
題型 (什麼時候要用卡式)
給定位置之參數式
時間位置參數式
步驟
三維參數式
對時間微分
注意
三角函數要注意→弳or度
微分對時間,不是要連鎖
非時間位置參數式
利用連鎖率
給定運動軌跡方程式
x y 之關係
步驟
已知運動軌跡方程式 (x,y關係式)
題目給
自己求(曲線簡單)
對時間微分
拋體運動
運動量
加速度
速度
位移
其他量
最高點
水平射程
落地時間
其中
45度C時
水平射程最遠
仰角互餘時
水平射程相同
極座標 (2D)
優點
定軸旋轉的最佳描述座標
目的
2D
以 er 跟 eθ 為一組正交基底向量, 來描述質點的運動量
名詞解釋
er=
徑向單位向量(radial)
eθ=
橫向單位向量(transverse)
非切線方向
運動量
背
注意
不能像直線運動依樣拆成兩個運動
背
口訣
二微一個在前面, 一微兩個在後面, 前面減平,後面加2
圓周運動
題型
給定位置參數式
r=r(t) θ=θ(t)
給定rθ關係式r=f(θ)
定軸旋轉
圖
六個
切線法線座標 (2D 3D)
優點
把一個向量的大小,方向分開處理
目的
2D
以et跟en為一組正交基底向量, 來描述質點的運動量
3D
以et , en , eb 為一組正交基底向量, 來描述質點的運動量
名詞解釋
密平面
運動過程中,相鄰兩個點的切線方向所形成的平面
切線
切線方向^et
定義
切線單位向量
圖示
切線方向配合運動方向
法線
密平面上垂直於切線方向的面
法線方向^en
定義
法線單位向量
圖示
指向曲率中心的方向
曲率
曲率中心
曲率半徑ρ
運動量
v et + 0 en
其中
沒有法線速度
因為法線方向的速度為0
v。=加速度在切線方向的投影量
。(dot)=(大小,方向)變化率=在某方向的投影量
證明
!!!
切線加速度
可+可-可為0
法線加速度
只可為正
永遠指向曲率中心→向心加速度
其中
不能以"幾個分量"來決定"幾維空間"
ex
並非直線運動
曲綠半徑的求法
情況一
已知
x , y對時間的關係
情況二 (最常見)
已知
y=f(x)關係式
情況三
已知
位置向量r
v=。r a=。v
情況
若at=constant
三個等加速度公式
若at≠constant
圓周運動
題型 (什麼時候要用切法)
給定速率的變化率
。v=at
給定曲綠半徑
圓周運動時
是非題
速率=速度的大小
O
加速率=加速度的大小
X
加速率=速率的變化率=。v=at(切線加速度)
催油門
加速度的大小=√(at^2+an^2)