[wiskunde] cilindercoördinaten en -vectoren

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Berichten: 703

[wiskunde] cilinderco

Ik kom maar niet uit deze opgave:

Een deeltje in het punt
\((-1,1,5)\)
heeft de (momentane) snelheid
\(v=\frac{1}{\sqrt{2}}(-i+j)+2k\)
.

Schrijf de snelheidsvector
\(v\)
in cilindercoördinaten.
\(i\)
,
\(j\)
en
\(k\)
zijn de eenheidsvectoren in resp. de x-, y- en z-richting.

Ik weet echter niet goed hoe ik deze opgave aan moet pakken.

Ik weet de positievector
\(r=\langle -1,1,5\rangle=-i+j+5k\)
,

en
\(v=-\frac{1}{2}\sqrt{2}i+\frac{1}{2}\sqrt{2}j+2k\)
.

Ik weet ook dat:
\(e_r=\cos(\theta)i+\sin(\theta)j\)
(de eenheidsvector loodrecht op het vlak
\(r\)
is constant, in de richting van toenemende
\(r\)
)
\(e_\theta=-\sin(\theta)+\cos(\theta)\)
(idem voor
\(\theta\)
)
\(e_z=k\)
(idem voor
\(z\)
)

Ik zie echter niet hoe ik hiermee de snelheidsvector in cilindercoordinaten kan uitdrukken.

Alvast bedankt voor jullie hulp.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [wiskunde] cilinderco

Heb je geen formules gezien die het verband geven tussen (x,y,z) en (r,t,z)?
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 703

Re: [wiskunde] cilinderco

Jawel:

x=r cos t

y=r sin t

z=z

Maar met deze formules is het mij nog steeds niet duidelijk hoe ik die opgave moet maken. De formules leken mij ook irrelevant voor de opgave, vandaar dat ik ze niet had vermeld.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [wiskunde] cilinderco

Dat is voor de ene richting (gegeven (r,t,z), vind (x,y,z)); heb je ze ook voor de andere richting?
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 703

Re: [wiskunde] cilinderco

Ja, andersom is ook geen probleem.
\(r=\sqrt{x^2+y^2}\)
\(\theta=\arccos(\frac{x}{r})\)
Omrekenen van carthesische naar cilinder- of bolcoördinaten is geen probleem. Ik snap niet hoe ik dit kan gebruiken om die vector te berekenen.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [wiskunde] cilinderco

Hoezo? Je hebt van de gegeven vector de cartesische componenten...
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 703

Re: [wiskunde] cilinderco

Oké, nog een poging dan maar:

Het punt is
\((-1,1,5)\)
In cilindercoördinaten wordt dat:
\(r=\sqrt{x^2+y^2}=\sqrt{(-1)^2+1^2)}=\sqrt{2}\)
(ik nam steeds per ongeluk de wortel van x^2+y^2+z^2, daarom snapte ik het eerst niet goed)
\(\theta=\arccos(\frac{x}{r})=\arccos(\frac{-1}{\sqrt{2}})=\frac{3 \pi}{4}\)
\(v=-\frac{1}{2}\sqrt{2}i+\frac{1}{2}\sqrt{2}j+2k\)
\(e_r=\cos(\theta)i+\sin(\theta)j=\frac{-1}{\sqrt{2}}i+\frac{1}{\sqrt{2}}j\)
\(e_z=k\)
Dus:
\(v=-\frac{1}{2}\sqrt{2}i+\frac{1}{2}\sqrt{2}j+2k=e_r+2e_z\)
Klopt dit zo?

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [wiskunde] cilinderco

Ik begrijp niet goed waarom je de cartesische coördinaten van het punt erbij haalt...?

Je hebt de cartesische coördinaten van de snelheid (gegeven!), zet die om naar cilindrische.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 703

Re: [wiskunde] cilinderco

Dat heb ik toch gedaan?
\(r=\sqrt{2}\)
\(\theta=\frac{3\pi}{4}\)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: [wiskunde] cilinderco

Dat deed je toch met de cartesische coördinaten van het punt (de plaatsvector), niet van de snelheid...?
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Reageer