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  • 一個(gè)半徑為R的車(chē)輪以固定角速度w向前滾動(dòng)t秒,求輪上一點(diǎn)經(jīng)過(guò)軌跡的長(zhǎng)度

    一個(gè)半徑為R的車(chē)輪以固定角速度w向前滾動(dòng)t秒,求輪上一點(diǎn)經(jīng)過(guò)軌跡的長(zhǎng)度
    我知道輪上一點(diǎn)的軌跡是旋輪線(xiàn),怎么求它的長(zhǎng)度?
    數(shù)學(xué)人氣:312 ℃時(shí)間:2020-04-23 19:40:13
    優(yōu)質(zhì)解答
    積分;
    擺線(xiàn)參數(shù)方程為:x=R(ωt-sinωt),y=R(1-cosωt);
    dl=√[(dx)²+(dy)²]=(Rωdt)*√[(1-cosωt)²+sin²ωt]=Rωdt*√(2-2cosωt)=2Rω√sin²(ωt/2) dt;
    在一個(gè)周期內(nèi)可以認(rèn)為 t≤2π/ω,于是 dl=2Rωsin(ωt/2) dt,
    l=∫dl=∫2Rωsin(ωt/2) dt=-4Rcos(ωt/2)+C;
    若 t=t0→te,則 l=4R[cos(ωt0/2)-cos(ωte/2)];(如 t 變動(dòng)為一個(gè)整周期,則 l=8R);
    如運(yùn)動(dòng)時(shí)間超過(guò)一個(gè)周期,則切分為若干個(gè)整周期和一個(gè)非整周期分別計(jì)算各段擺線(xiàn)長(zhǎng)度后再相加即可;
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