Непонятное условие

Добавлю ещё альтернативное решение, которое более сложное, но для него не нужно полагать x=0 для простоты.

Так как v=\text{const}, то в неподвижной системе отсчёта есть ускорение только центростремительное, т.е.

a=\frac{v^2}{R}.

И другой подход в решении заключается в том, чтобы определить зависимость радиуса кривизны R от формы траектории y(x).

Для этого нарисую произвольный график и выделю две близкие к нему точки

image

Для них касательные образуют углы \alpha и \alpha+d\alpha с осью x, а эти две точки объединены общей окружностью, точки которой разведены на угол d\alpha. Значит, с одной стороны, расстояние между двумя точками можно выразить как

Rd\alpha=\sqrt{dx^2+dy^2}=\sqrt{1+\dot y^2}\space dx,

где точки над y означают производную по x. С другой же стороны,

\tan \alpha = \dot y \quad \Rightarrow \quad \frac{d\alpha}{\cos^2\alpha} = \ddot y dx

Использую \displaystyle \frac{1}{\cos^2\alpha} = 1+\tan^2\alpha, тогда \displaystyle d\alpha = \frac{\ddot y}{1+\dot y^2} dx. Совмещаю с первым уравнением и получаю

R = \frac{(1+\dot y^2)^{3/2}}{\ddot y},

либо

a = \frac{v^2\cdot\ddot y}{(1+\dot y^2)^{3/2}}.
7 лайков