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第二百五十七章 见证奇迹吧!(上)(4/5)


    比如我们经常可以听到的“我要加速啦”等等。

    假如一辆车第1秒的速度是2m/s,第2秒的速度是4m/s。

    那么它的加速度就是用速度的差(4-2=2)除以时间差(2-1=1),结果就是2m/s2。

    再来回想一下,一辆车的速度是怎么求出来的?

    当然是用距离的差来除以时间差得出的数值。

    比如一辆车第1秒钟距离20米,第2秒钟距离50米。

    那么它的速度就是用距离的差(50-20=30)除以时间差(2-1=1),结果就是30m/s。

    不知道大家从这两个例子里发现了什么没有?

    没错!

    用距离的差除以时间差就得到了速度,再用速度的差除以时间差就得到了加速度,这两个过程都是除以时间差。

    那么......

    如果把这两个过程合到一块呢?

    那是不是就可以说:

    距离的差除以一次时间差,再除以一次时间差就可以得到加速度?

    当然了。

    这只是一种思路,严格意义上来说,这样表述并不是很准确,但是可以很方便的让大家理解这个思想。

    如果把距离看作关于时间的函数,那么对这个函数求一次导数:

    就是上面的距离差除以时间差,只不过趋于无穷小,就得到了速度的函数、

    对速度的函数再求一次导数,就得到了加速度的表示。

    鲜为人同学们懂不懂不知道,反正在场的这些大老们很快便都想到了这一点。

    是的。

    之前所列的函数f(x,t)描述的内容,就是波段上某一点在不同时间t的位置!

    所以只要对对f(x,t)求两次关于时间的导数,自然就得到了这点的加速度a。

    因为函数f是关于x和t两个变量的函数,所以只能对时间的偏导?f/?t,再求一次偏导数就加个2上去。

    因此很快。

    包括法拉第在内,所有大老们都先后写下了一个数值:

    加速度a=?2f/?t2。

    而将这个数值与之前的合力与质量相结合,那么一个新的表达式便出现了:

    F= T·sin(θ+Δθ)-T·sinθ=μ·Δx?2f/?t2。

    随后威廉·韦伯认真看了眼这个表达式,眉头微微皱了些许:

    “罗峰同学,这就是最终的表达式吗?我似乎感觉好像还能化简?”

    徐云点了点头:

    “当然可以。”

    F= T·sin(θ+Δθ)-T·sinθ=μ·Δxa?2f/?t2。

    这是一个最原始的方程组,内容不太清晰,方程左边的东西看着太麻烦了。

    因此还需要对它进行一番改造。

    至于改造的思路在哪儿呢?

    当然是sinθ了。

    只见徐云拿起笔,在纸上画了个直角三角形。

    众所周知。

    正弦值sinθ等于对边c除以斜边a,正切值tanθ等于对边c除以邻边b。

    徐云又画了个夹角很小的直角三角形,角度估摸着只有几度:

    “但是一旦角度θ非常非常小,那么邻边b和斜边a就快要重合了。”

    “这时候我们是可以近似的认为a和b是相等的,也就是a≈b。”

    随后在纸上写到:

    【于是就有c/b≈θ≈sinθ。】

    【之前的公式可写成F= T·tan(θ+Δθ)-T·tanθ=μ·Δxa?2f/?t2。】

    “稍等一下。”

    看到这句话,法拉第忽然皱起了眉头,打断了徐云。

    很明显。

    此时他已经隐隐出现了掉队的迹象:

    “罗峰同学,用tanθ替代sinθ的意义是什么?”

    徐云又看了小麦,小麦当即心领神会:

    “法拉第先生,因为正切值tanθ还可以代表一条直线的斜率呀,也就是代表曲线在某一点的导数。”

    “正切值的表达式是tanθ=c/b,如果建一个坐标系,那么这个c刚好就是直线在y轴的投影dy,b就是在x轴的投影dx。”

    “它们的比值刚好就是导数dy/dx,也就是说tanθ=dy/dx。”

    法拉第认真听完,花了两分钟在纸上演算了一番,旋即恍然的一拍额头:

    “原来如此,我明白了,请继续吧,罗峰同学。”
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