加速度的切向分量計算器

逐步求解加速度的切向分量

此計算器將針對由向量值函數描述的物體,在給定點求出加速度的切向分量,並顯示計算步驟。

相關計算器: 曲率計算器, 加速度的法向分量計算器

$$$\langle$$$ $$$\rangle$$$
以逗號分隔。
如果不需要在特定點處的切向分量,請留空。

如果計算器未能計算某些內容,或您發現了錯誤,或您有任何建議/回饋,請聯絡我們

您的輸入

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

解答

$$$\mathbf{\vec{r}\left(t\right)}$$$的導數:$$$\mathbf{\vec{r}^{\prime}\left(t\right)} = \left\langle 1, 2 t, 3 t^{2}\right\rangle$$$(步驟詳見導數計算器)。

$$$\mathbf{\vec{r}^{\prime}\left(t\right)}$$$的模長:$$$\mathbf{\left\lvert \mathbf{\vec{r}^{\prime}\left(t\right)}\right\rvert} = \sqrt{9 t^{4} + 4 t^{2} + 1}$$$(步驟請參見模長計算器)。

$$$\mathbf{\vec{r}^{\prime}\left(t\right)}$$$的導數:$$$\mathbf{\vec{r}^{\prime\prime}\left(t\right)} = \left\langle 0, 2, 6 t\right\rangle$$$(步驟詳見導數計算器)。

求點積:$$$\mathbf{\vec{r}^{\prime}\left(t\right)}\cdot \mathbf{\vec{r}^{\prime\prime}\left(t\right)} = 18 t^{3} + 4 t$$$(如需步驟,請參見點積計算器)。

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

答案

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