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坐标系的几个动画

已有 9270 次阅读 2017-3-4 00:17 |个人分类:大学物理|系统分类:教学心得| 极坐标, 自然坐标, 直角坐标

很久以前就想做这个动画了,但总是觉得有点小难度,一直拖到了今天。完成后突然意识到直角坐标和极坐标根本不应该存在这种动画效果,于是一下子变得很沮丧,觉得这个动画存在的唯一意义就是证明我能够做出来,而且我做的动画基本上都只有这种意义而已。


直角坐标系

单位矢量 ij 的方向应该是右手性的。

优势:简单易懂。

劣势:位置、速度、加速度一般都会有两个分量

极坐标系

径向er和角向eθ方向应该是右手性的,而且处处垂直。

优势:位置只有一个分量。处理圆周运动时比较方便,

劣势:求导算速度、加速度时,单位矢量也要对时间求导,处理时比较繁琐。

   

自然坐标系

法向en和切向et没有确定的手征性,但仍然处处垂直。

优势:速度只有一个分量,算加速度时比较方便。很多曲线运动都要求计算法向加速度和切向加速度。

劣势:没有原点,所以位置只能在轨道上确定,坐标系只能覆盖轨道而无法覆盖整个空间。需要根据轨道方程计算曲率半径。


第一个动画传到微课群里面时,杜云庆老师认为转90度后可以用来解释地球和地图的关系,或许很多东西都是有用的,只是我不知道该怎么用吧。传完这篇博文后,想戒网三天,应该能做到吧。







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