极坐标加速度公式推导

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问题描述:

极坐标系加速度公式

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2023-10-24 00:08:59

一、极坐标

1.位矢

位置矢量 r→=r(t)er→ 写成直角坐标系下 r→=rcosθex→+rsinθey→;

其中: er→=cosθex→+sinθey→

2.速度

极坐标和直角坐标

注意到 er→=cosθex→+sinθey→ eθ→=−sinθex→+cosθey→

对于 θ 求导,有 der→dθ=−sinθex→+cosθey→=eθ→ 则有 der→dt=der→dθdθdt=eθ→θ˙(1)

v→=dr→dt=drdter→+rder→dt=r˙er→+rθ˙eθ→=vr→+vθ→ 。同理可得 deθ→dt=−θ˙er→(2)

3.加速度

对 v→求导并带入(1)(2)化简即可得到a→=v→dt=r¨er→+r˙er→dt+r˙θ˙eθ→+rθ¨eθ→+rθ˙eθ→dt=(r¨−rθ˙2)er→+(2r˙θ˙+rθ¨)eθ→(3)

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