1. Главная
  2. Библиотека
  3. Теория машин и механизмов
  4. Радиус-вектор частицы, движущейся в плоскости ху, опред...
Разбор задачи

Радиус-вектор частицы, движущейся в плоскости ху, определяется выражением . Определить: а) уравнение траектории частицы и изобразить траекторию на плоскости ху; б) скорость частицы и её модуль в произвольный момент времени; в) ускорение и модуль ускорения

  • Предмет: Теория машин и механизмов
  • Автор: Кэмп
  • #Кинематика машин
Радиус-вектор частицы, движущейся в плоскости ху, определяется выражением . Определить: а) уравнение траектории частицы и изобразить траекторию на плоскости ху; б) скорость частицы и её модуль в произвольный момент времени; в) ускорение и модуль ускорения

Условие:

Радиус-вектор частицы, движущейся в плоскости ху, определяется выражением r⃗=(3cos⁡(5t))ex⃗+(3(1+sin⁡(5t)))ey⃗\vec{r} = (3 \cos(5t)) \vec{e_x} + (3(1 + \sin(5t))) \vec{e_y}. Определить: а) уравнение траектории частицы и изобразить траекторию на плоскости ху; б) скорость v⃗\vec{v} частицы и её модуль в произвольный момент времени; в) ускорение a⃗\vec{a} и модуль ускорения в произвольный момент времени.

Решение:

Нам дан радиус-вектор частицы в плоскости xy в виде:
  r(t) = (–3·cos t) eₓ + 3(1 + sin t) e_y.

  1. Нахождение уравнения траектории.
     а) Запишем координаты:
      x = –3 cos t
      y = 3(1 + sin t).
      Найдем выражение для sin t через y:
       y = 3 + 3 sin t ⇒ sin t = y/3 –
    1.
      Из первого уравнения получим cos t:
       cos t = –(x/3).
      Используем тождество sin²t + cos²t = 1:
       (y/3 – 1)² + (–x/3)² =
    1.
      Умножим на 9:
       (y – 3)² + x² =
    9.
      Таким образом, уравнение траектории:
       x² + (y – 3)² =
    9.
      Это окружность с центром в точке (0, 3) и радиусом
    3.
      Для изображения достаточно начертить окружность с центром (0,3) и радиусом 3 в системе координат.

  2. Нахождение скорости и её модуля.
     б) Вектор скорости v(t) определяется как производная радиус-вектора по времени.
      Дифференцируем координаты:
       x = –3 cos t ⇒ dx/dt = 3 sin t.
       y = 3(1 + sin t) ⇒ dy/dt = 3 cos t.
      Таким образом, вектор скорости:
       v(t) = (3 sin t) eₓ + (3 cos t) e_...

Внутри — полный разбор, аргументация, алгоритм решения, частые ошибки и как отвечать на каверзные вопросы препода, если спросит

Попробуй решить по шагам

Попробуй один шаг и продолжи в режиме обучения или посмотри готовое решение

Какое математическое тождество используется для преобразования параметрических уравнений движения частицы в уравнение её траектории в декартовых координатах?

Что нужно знать по теме:

Что нужно знать по теме

Алгоритм решения

Топ 3 ошибок

Что спросит препод

Выбери предмет