曲率

曲率

中文名 曲率
性质 曲率越大、曲线的弯曲程度越大
曲率表明 曲线偏离直线的程度
解释 曲线某点切线方向对弧长的转动率
分类 外在曲率、内蕴曲率
目录导航

基础定义

的切线转角与该弧长之比的绝对值称作该弧的平均曲率,记作

曲率公式曲率公式

沿曲线L趋向于M时,若弧的平均曲率的极限存在,则称此极限为曲线L在点M处的曲率,记作K,即

计算公式

曲率曲率(3)设曲线的直接坐标方程为y=f(x),且y=f(x)具有二阶导数,曲线在点M处的切线的斜率为,所以

,故曲线L在M点处的曲率为

设曲线是由参数方程给出,利用参数方程求导法可得

曲率圆与曲率半径

曲线上点M处的曲率的倒数,称作曲线在这点处的曲率半径,记作,则

在点M处曲线的法线的某一侧上取一点D,使,并以D为圆心,以为半径作圆。把这个圆称作曲线在点M处的曲率圆,把圆心D称做曲线在M处的曲率中心。

曲率圆具有以下性质:

(1)曲率圆与曲线在点M处有共同的切线和曲率;

(2)在点M邻近与曲线有相同的凹向;

因此,在实际工程设计问题中,常用曲率圆在点M邻近的一段圆弧来近似代替曲线弧,以使问题简化。

基本意义

曲率是几何体不平坦程度的一种衡量。平坦对不同的几何体有不同的意义。

本文考虑基本的情况,欧几里得空间中的曲线和曲面的曲率。一般意义下的曲率,请参照曲率张量。

在动力学中,一般的,一个物体相对于另一个物体做变速运动时也会产生曲率。这是关于时空扭曲造成的。结合广义相对论的等效原理,变速运动的物体可以看成处于引力场当中,因而产生曲率。

按照广义相对论的解释,在引力场中,时空的性质是由物体的“质量”分布决定的,物体“质量”的分布状况使时空性质变得不均匀,引起了时空的弯曲。因为一个物体有质量就会对时空造成弯曲,而你可以认为有了速度,有质量的物体变得更重了,时空弯曲的曲率就更大了。

在物理中,曲率通常通过法向加速度(向心加速度)来求,具体请参见法向加速度。

相关百科
返回顶部
产品求购 求购