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物理学中有诸多矢量及矢量间的标积和矢积,理论展开中自然会涉及这些量的导数.例如力学中运动质点的位矢r随时间t而变化,即r是t的函数.r随t的变化率便是质点运动速度v,有
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这就涉及矢量的导数.
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任意矢量A(t)可分解为
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其中i,j,k均不随t变化.A对t的导数,或者说A随t的变化率为
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三个分子项分别是一元函数Ax(t),Ay(t),Az(t)的微分量dAx(t),dAy(t),dAz(t),即有
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可见,矢量导数由各个分量导数构成.
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例如,将质点位矢r分解成
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速度便是
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vx,vy,vz是质点的三个分速度.若v也是t的函数,可引入加速度
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ax,ay,az是质点的三个分加速度,或者说是加速度的三个分量.a也是位矢r对t的二阶导数,即有
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值得一提的是dA/dt是矢量A(t)对t求导的整体表达式,分量形式是在整体式基础上的导出式.处理具体问题时,采用得较多的是分量导出式,但也有些问题,取整体式也许更为方便.由r求v和由v求a时,两种处理方式可灵活选择.
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例11 在xy平面上以原点O为圆心,R为半径作圆,质点P沿此圆周逆时针方向运动.设t=0时,P相对O的位矢r与x轴夹角为,运动中r在单位时间扫过的圆心角为常量ω,试求t时刻P的速度v和加速度a.
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