参数方程 · 运动描迹器

轨迹会转弯,速度究竟指向哪里?

位置矢量告诉你“质点在哪儿”,速度矢量告诉你“下一瞬间往哪儿走”。先做一次方向预测,再拖动时间,看导数如何在轨迹上变成一支切向箭头。

t = 1.50 s
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r位置矢量(从原点出发) v速度矢量(沿切线) a加速度矢量(速度的变化率)

为便于同屏观察,速度与加速度箭头各用独立显示标度;方向、分量正负与右侧数值严格对应,三种不同量的箭头长度不可直接互比。

看图时别混淆三件事

r 的起点固定在坐标原点;v = d r / dt 描述轨迹的瞬时切向;a = d v / dt = d²r / dt² 描述速度矢量怎样改变。加速度可以改变速度的大小、方向,或两者同时改变,所以它一般既不必指向原点,也不必沿着轨迹。