加速度的切向分量计算器

逐步求解加速度的切向分量

该计算器将求出由向量值函数描述的物体在给定点处的加速度的切向分量,并显示计算步骤。

相关计算器: 曲率计算器, 加速度的法向分量计算器

$$$\langle$$$ $$$\rangle$$$
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您的输入

$$$\mathbf{\vec{r}\left(t\right)} = \left\langle t, t^{2}, t^{3}\right\rangle$$$的加速度的切向分量。

解答

$$$\mathbf{\vec{r}\left(t\right)}$$$的导数:$$$\mathbf{\vec{r}^{\prime}\left(t\right)} = \left\langle 1, 2 t, 3 t^{2}\right\rangle$$$(步骤参见derivative calculator)。

$$$\mathbf{\vec{r}^{\prime}\left(t\right)}$$$的模长:$$$\mathbf{\left\lvert \mathbf{\vec{r}^{\prime}\left(t\right)}\right\rvert} = \sqrt{9 t^{4} + 4 t^{2} + 1}$$$(步骤见模长计算器)。

$$$\mathbf{\vec{r}^{\prime}\left(t\right)}$$$的导数:$$$\mathbf{\vec{r}^{\prime\prime}\left(t\right)} = \left\langle 0, 2, 6 t\right\rangle$$$(步骤参见derivative calculator)。

求点积:$$$\mathbf{\vec{r}^{\prime}\left(t\right)}\cdot \mathbf{\vec{r}^{\prime\prime}\left(t\right)} = 18 t^{3} + 4 t$$$(步骤参见 点积计算器)。

最后,加速度的切向分量为 $$$a_T\left(t\right) = \frac{\mathbf{\vec{r}^{\prime}\left(t\right)}\cdot \mathbf{\vec{r}^{\prime\prime}\left(t\right)}}{\mathbf{\left\lvert \mathbf{\vec{r}^{\prime}\left(t\right)}\right\rvert}} = \frac{18 t^{3} + 4 t}{\sqrt{9 t^{4} + 4 t^{2} + 1}}$$$

答案

加速度的切向分量为 $$$a_T\left(t\right) = \frac{18 t^{3} + 4 t}{\sqrt{9 t^{4} + 4 t^{2} + 1}}$$$A


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