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■11426 / inTopicNo.1)  物理ですが…
  
□投稿者/ カク 一般人(1回)-(2006/04/28(Fri) 15:41:11)
    物理なのですが誰か教えてください。

    ↑e_r=(cosθ,sinθ) ↑e_θ=(-sinθ,cosθ)

    (1)2次元極座標の速度表示
    d↑r/dt=(dr/dt)↑e_r + r(dθ/dt)↑e_θ を導け。

    (2)2次元極座標の加速度表示
    d^2↑r/dt^2 = {(d^2r/dt^2) - r(dθ/dt)^2}↑e_r + {2(dr/dt)(dθ/dt) + r(d^2θ/dt^2)}↑e_θ を導け。

    (3)上の2つの式にr=一定の条件を入れて計算し、円運動の場合の速度と加速度の式を導け。
    また、a=-v^2/r の関係が成り立つことも示せ。

    テストに出るのですがよくわかりません。
    お願いします。
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■11427 / inTopicNo.2)  Re[1]: 物理ですが…
□投稿者/ X 大御所(425回)-(2006/04/28(Fri) 15:57:51)
    2006/04/28(Fri) 15:58:29 編集(投稿者)

    (1)
    ↑r=(rcosθ,rsinθ)
    でありr,θはいずれもtの関数になっていますので
    d↑r/dt=((dr/dt)cosθ-r(dθ/dt)sinθ,(dr/dt)sinθ+r(dθ/dt)cosθ) (A)
    (↑rの成分をtで微分しています。)
    =(dr/dt)(cosθ,sinθ)+r(dθ/dt)(-sinθ,cosθ)
    =(dr/dt)↑e_r+r(dθ/dt)↑e_θ

    (2)
    (A)を更に成分毎にtで微分し、↑e_r,↑e_θがくくりだせるように整理します。

    (3)
    r=一定
    なので
    dr/dt=0,d^2r/dt^2=0
    これらを(1)(2)の結果にを代入します。
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■11443 / inTopicNo.3)  Re[2]: 物理ですが…
□投稿者/ カク 一般人(2回)-(2006/04/29(Sat) 09:49:00)

    早い回答ありがとうございます。
    申し訳ないのですが(2)の、↑e_r,↑e_θがうまく、くくりだせません。
    あと(3)もいまいちよくわからないのでもう一度教えてください。

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■11446 / inTopicNo.4)  Re[3]: 物理ですが…
□投稿者/ X 大御所(426回)-(2006/04/29(Sat) 12:36:06)
    2006/04/29(Sat) 12:40:21 編集(投稿者)

    >>申し訳ないのですが(2)の、↑e_r,↑e_θがうまく、くくりだせません。
    まずd^2↑r/dt^2の各成分をcosθ,sinθについて整理して
    d^2↑r/dt^2 =(acosθ+csinθ,bsinθ+dcosθ)
    (a,b,c,dはθに無関係な値)
    の形にし
    d^2↑r/dt^2=(acosθ,bsinθ)+(csinθ,dcosθ)
    の形に分解しましょう。

    >>あと(3)もいまいちよくわからないのでもう一度教えてください。
    (1)で証明した式
    d↑r/dt=(dr/dt)↑e_r + r(dθ/dt)↑e_θ

    (2)で証明した式
    d^2↑r/dt^2 = {(d^2r/dt^2) - r(dθ/dt)^2}↑e_r + {2(dr/dt)(dθ/dt) + r(d^2θ/dt^2)}↑e_θ

    dr/dt=0,d^2r/dt^2=0
    を代入するということです。
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■11473 / inTopicNo.5)  Re[4]: 物理ですが…
□投稿者/ カク 一般人(3回)-(2006/04/30(Sun) 09:42:56)
    解決しました。
    ありがとうございました。
解決済み!
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