가속도의 접선 성분 계산기

가속도의 접선 성분을 단계별로 구하기

이 계산기는 단계별 풀이를 보여 주면서, 벡터값 함수로 기술된 물체의 주어진 점에서의 가속도의 접선 성분을 구합니다.

관련 계산기: 곡률 계산기, 가속도의 법선 성분 계산기

$$$\langle$$$ $$$\rangle$$$
쉼표로 구분.
특정 점에서 접선 성분이 필요하지 않으면 비워 두세요.

계산기가 무언가를 계산하지 못했거나 오류를 발견하셨거나, 제안이나 피드백이 있으시다면 문의해 주세요.

사용자 입력

$$$\mathbf{\vec{r}\left(t\right)} = \left\langle t, t^{2}, t^{3}\right\rangle$$$에 대한 가속도의 접선 성분을 구하시오.

풀이

$$$\mathbf{\vec{r}\left(t\right)}$$$의 도함수를 구하세요: $$$\mathbf{\vec{r}^{\prime}\left(t\right)} = \left\langle 1, 2 t, 3 t^{2}\right\rangle$$$ (단계별 풀이를 보려면 derivative calculator를 참조하세요).

$$$\mathbf{\vec{r}^{\prime}\left(t\right)}$$$의 크기를 구하시오: $$$\mathbf{\left\lvert \mathbf{\vec{r}^{\prime}\left(t\right)}\right\rvert} = \sqrt{9 t^{4} + 4 t^{2} + 1}$$$ (단계는 크기 계산기를 참조하세요.)

$$$\mathbf{\vec{r}^{\prime}\left(t\right)}$$$의 도함수를 구하세요: $$$\mathbf{\vec{r}^{\prime\prime}\left(t\right)} = \left\langle 0, 2, 6 t\right\rangle$$$ (단계별 풀이를 보려면 derivative calculator를 참조하세요).

내적을 구하세요: $$$\mathbf{\vec{r}^{\prime}\left(t\right)}\cdot \mathbf{\vec{r}^{\prime\prime}\left(t\right)} = 18 t^{3} + 4 t$$$ (풀이 단계는 내적 계산기를 참조하세요).

마지막으로, 가속도의 접선 성분은 $$$a_T\left(t\right) = \frac{\mathbf{\vec{r}^{\prime}\left(t\right)}\cdot \mathbf{\vec{r}^{\prime\prime}\left(t\right)}}{\mathbf{\left\lvert \mathbf{\vec{r}^{\prime}\left(t\right)}\right\rvert}} = \frac{18 t^{3} + 4 t}{\sqrt{9 t^{4} + 4 t^{2} + 1}}$$$입니다.

정답

가속도의 접선 성분은 $$$a_T\left(t\right) = \frac{18 t^{3} + 4 t}{\sqrt{9 t^{4} + 4 t^{2} + 1}}$$$A입니다.


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