質問<1706>2004/5/19
from=ちゃあ
「証明」


F=m(d^2r/dt^2)
(Fx Fy)=m(x2回微分 y2回微分)
(Fr FΘ)=(cosΘ sinΘ)(Fx  Fy)
       -sinΘ  cosΘ
Fr=m(x2回微分cosΘ+y2回微分sinΘ)
  =m[r2回微分-r(Θ1回微分)^2]
FΘ=m(-x2回微分sinΘ+y2回微分)
   =m(rΘ2回微分+2r1回微分Θ1回微分)
   =m×1/r×d/dt(r^2Θ1回微分)

問い
 Fr=m[r2回微分-r(Θ1回微分)^2]、
 FΘ=m×1/r×d/dt(r^2Θ1回微分)を証明せよ

まったくわかりません。ホント困ってます。よろしくおねがいします。
Θはシータです。2~4行目は行列と考えてください。


お便り2004/5/20
from=juin


x=r*cosθ
dx/dt=dr/dt*cosθ-r*sinθ*dθ/dt
d^2x/dt^2=d^2r/dt^2*cosθ-dr/dt*sinθ*dθ/dt-dr/dt*sinθ*dθ/dt-r*cosθ*(dθ/dt)^2
-r*sinθ*d^2θ/dt^2
=cosθ[d^2r/dt^2-r*(dθ/dt)^2]-sinθ[2*dr/dt*dθ/dt+r*d^2θ/dt^2]
y=r*sinθ
dy/dt=dr/dt*sinθ+r*cosθ*dθ/dt
d^2y/dt^2=d^2r/dt^2*sinθdr/dt*cosθ*dθ/dt+dr/dt*cosθ*dθ/dt-r*sinθ*(dθ/dt)^2
+r*cosθ*d^2θ/dt^2
=sinθ[d^2r/dt^2-r*(dθ/dt)^2]+cosθ*[2*dr/dt*dθ/dt+r*d^2θ/dt^2]
だから
Fr=[d^2r/dt^2-r*(dθ/dt)^2]
Fθ=[2*dr/dt*dθ/dt+r*d^2θ/dt^2]