java阿基米德螺线_等速螺线（阿基米德螺线）

一个圆盘以角速度 w 作转动，有一只蚂蚁在圆盘上沿着经过圆心的直线以速度 v 向外爬行，则小虫的运动轨迹为一条等速螺线，也叫阿基米德螺线(

假设在时刻 t=0 时，小虫位于原点，则在时刻 t 时，小虫位于(x(t),y(t))，其中

x(t)=vt*cos(wt), y(t)=vt*sin(wt)

这就是等速螺线的参数方程。

令圆盘的转角 wt=theta，则得到等速螺线的极坐标方程：

r(theta)=(v/w)*(theta)=a*(theta)

其中a=v/w。

速螺线的极坐标方程：

with(plots):a:=1:

curve:=polarplot(a*theta,theta=0..2*Pi,thickness=3):

display(curve,scaling=constrained,tickmarks=[0,0]);

with(plots):

r:=t->t:

K:=100:for i from 1 to K do ti:=i*6*Pi/K:

curve[i]:=polarplot(r(t),t=0..ti,thickness=3):

xian[i]:=plot([[0,0],[r(ti)*cos(ti),r(ti)*sin(ti)]],color=blue,thickness=3) od:

curve:=display(seq(curve[i],i=1..K),insequence=true):

xian:=display(seq(xian[i],i=1..K),insequence=true):

display(curve,xian,scaling=constrained,tickmarks=[6,6]);

with(plots):

r:=t->t:

K:=80:for i from 1 to K do ti:=i*10*Pi/K:

curve[i]:=polarplot(r(t),t=0..ti,thickness=3):

curve2[i]:=polarplot(-r(t),t=0..ti,thickness=3,color=blue) od:

curve:=display(seq(curve[i],i=1..K),insequence=true):

curve2:=display(seq(curve2[i],i=1..K),insequence=true):

display(curve,curve2,scaling=constrained,tickmarks=[6,6]);

等速螺线的应用

等速螺线可以用来把等速的圆周运动转化为等速的直线运动。

将0到Pi的两段等速螺线拼成一个“心形”的装置安放在一个圆盘上:

则当圆盘等速旋转时，“心形”装置则将等速的圆周运动转化为等速的直线运动:

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