徑向加速度與沿半徑方向的加速度有什麼區別?

時間 2021-06-03 12:20:33

1樓:自行加聚

徑向加速度應當是極座標系下採用的概念,與橫向加速度相對。

徑向加速度指的是質點運動用極座標系描述時,質點的加速度在極座標系徑向方向的分量。

而「沿半徑方向的加速度」就是個稀有的說法了……按照我的理解,應當是法向加速度,這是自然座標系下採用的概念,與切向加速度相對。

法向加速度指的是質點運動用自然座標系描述時,質點的加速度在質點運動軌跡曲率半徑正向方向投影的分量。即質點加速度在主法線方向的分量。

徑向加速度和法向加速度通常會不一樣。最簡單的例子如地球在橢圓軌道上圍繞太陽的運動:徑向加速度始終指向太陽(極點),而法向加速度始終垂直於運動方向,即軌道切線方向,其大小明顯會和徑向加速度不一樣。

二者具體的區別推導一下就明確了。

質點運動用極座標描述:

極座標系下選取一組規範正交基 ,其中 沿徑向方向,指向 增大的方向, 垂直於 ,指向極角 增大的方向。即

其中 為平面直角座標系的基。

質點的極座標為 ,顯然質點的位矢為

求二階導,即得到加速度而即

所以而則於是,徑向加速度為

橫向加速度為

質點加速度用自然座標系描述:

自然座標系下取一對規範正交基 , 始終平行於速度方向,即沿軌道切線方向。 垂直於 ,指向軌道凹側。

假定質點在一段始終凹向一側的軌道 上運動:

則可取(這樣取滿足 ,即正交右手系)

注意到質點的運動描述為

其中, 為速度, 為速率,可正可負,取決於速度和基矢的方向關係。

加速度即是對速度的求導:而即

注意到軌道的曲率半徑定義為

則代入加速度,得

所以切向加速度為

法向加速度為

2樓:SergioC

一質點做變速圓周運動,方向沿逆時針方向,由P點逐漸運動到Q點,速度v的大小與方向都有變化.

如圖所示,取PP1代表P點速度,取PP2代表Q點的速度,同時在PP2上取PP3=|v(t)|.

而後,顯而易見PP1為速度變化量,這樣就可以把速度變化量看作兩個速度變化分量的向量疊加.

於是,便有了:

如上圖所見,同時我們也設出一角即該角角度變化量.

易知當時間變化量趨近於零時,角度變化量也趨近於零,這樣第二項的方向就漸漸趨近於速度v(t)的方向,因為它沿著圓周的切線方向,因此把它稱為切向加速度.

再回頭來看第一項,它是速度方向變化引起的速度增量,它反映了在時間增量中速度方向的變化.當時間增量趨於零時,該增量與v(t)近乎垂直,固其代表了加速度的法向分量,即為法向加速度.

如何理解切向加速度與加速度?

切糕 先從最簡單的情況說起。圓周運動應該好理解吧。對於圓周運動,每一點都可以找到乙個切線。這個方向就是切向。垂直於這個方向的方向,就是法向。然後再說速度。圓周運動當中,速度方向一直是沿切向的。不信可以用一根繩子栓個小球甩起來,然後在一瞬間鬆手,看小球是不是沿著切向飛出去的。然後再看加速度。加速度是描...

加速度與速度問題?

一Yi 題主注意拉,速度和加速度都是向量,這裡的正負值是表示方向相反不是大小 都是向量,V 0而a 0說明方向相反因此是方向相反所以是減速運動。 月餅餅餅子 注意方向速度和加速度都是向量,有方向。V0小於0,a大於0,說明速度與加速度反向,但是具體要看速度與時間的關係。如果速度比較小,加速度大且時間...

有研究加速度的加速度嗎?

正好最近的科研可能會用到,所以就稍微查了一下。然後驚奇的發現,不僅有加加速度,還有加加加速度。雖然說從數學上來說,多少階導數都是可以定義出來的,然而這幾個還都有物理意義。參考Wiki,裡面說了比較多的結論了。Jerk 加加速度 WikipediaJounce 加加加速度 Wikipedia 王廣川 ...