Естественный способ задания движения

Содержание

Слайд 2

▼ При естественном способе задаются: траектория точки; начало отсчета на траектории;


При естественном способе задаются:

траектория точки;

начало отсчета на траектории;

положительное

направление отсчета;

закон изменения дуговой координаты:

s = s(t)

О


+

М

s(t)

Слайд 3

▼ О − + М s Определение скорости точки М1 s1


О


+

М

s

Определение скорости точки

М1

s1

Δs

Пусть за время t точка прошла путь ОМ =

s.

За время t1 = t + Δt точка прошла путь ОМ1 = s1.

Δ s – путь, пройденный точкой за время Δt.

Слайд 4

Отношении пройденного пути Δs к промежутку времени Δt называется средней скоростью

Отношении пройденного пути Δs к промежутку времени Δt называется средней скоростью

точки за время Δt.

Скорость точки в данный момент времени находится как предел средней скорости при стремлении промежутка времени к нулю, то есть


Слайд 5

М ▼ Следовательно, Алгебраическое значение скорости в данный момент времени равно

М


Следовательно,

Алгебраическое значение скорости в данный момент времени равно производной от дуговой

координаты по времени.

Вектор скорости направлен по касательной к траектории точки в сторону движения.

Слайд 6

▼ О − + М Определение ускорения точки М1 Пусть


О


+

М

Определение ускорения точки

М1

Пусть

Слайд 7

▼ О − + М М1 Вычислим вектор ускорения точки по


О


+

М

М1

Вычислим вектор ускорения точки по его проекциям на естественные оси.

Естественные

оси – это оси подвижной прямоугольной системы координат с началом в движущейся точке.

Эти оси направлены следующим образом:

Слайд 8

▼ О − + М М1 Ось Мτ направлена по касательной


О


+

М

М1

Ось Мτ направлена по касательной к траектории в положительном направлении отсчета

дуговой координаты.

τ

Ось Мn направлена по главной нормали в сторону вогнутости траектории.

n

Ось Мb перпендикулярна к первым двум и направлена так, чтобы она образовывала с ними правую тройку.

b

Слайд 9

▼ О − + М М1 Так как ускорение лежит в


О


+

М

М1

Так как ускорение лежит в соприкасающейся плоскости, то проекция вектора ускорения

на бинормаль равна нулю, то есть

τ

n

b

Таким образом

Слайд 10

▼ О − + М τ n b где Проекция ускорения


О


+

М

τ

n

b

где

Проекция ускорения точки на касательную равна первой производной от численной величины

скорости или второй производной от дуговой координаты по времени.

Эта составляющая характеризует изменение скорости по модулю.

Слайд 11

▼ О − + М τ n b Проекция ускорения на


О


+

М

τ

n

b

Проекция ускорения на главную нормаль равна квадрату скорости, деленному на радиус

кривизны траектории в данной точке кривой.

Эта составляющая характеризует изменение скорости по направлению.