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悬链线方程的推导过程?

作者:运丰机械网
文章来源:本站

  假设有一条不可伸长,密度均匀的细绳,重度(线密度与重力加速度的积)为a(希腊字母太难打了,其实应该用ρ)。

  整体分析,设最低点的拉力为T2,某点拉力为T1,T1与水平方向的角度为b(即dy/dx=b)。易得T2sinb=aL,T2cosb=T1,L=∫(sqrt(1-(dy/dx)^2),0,x),由上述几个式子可以推出:dy/dx=∫(sqrt(1-(dy/dx)^2),0,x)/A,其中A=T2/a。求导有Ay''(不想打dy/dx了)=sqrt(1-y'^2)整理并积分得Arsh(y')=x/a+C1,当x=0时,y'=tanb=0,有C1=0。

  这样我们就有了切线斜率(tanb)的解析式,再次积分可得y=ach(x/a)+C2,如果最低点的坐标为(0,0),我们就有C2=-a,代入可得y=ach(x/a-1)

  这就是悬链线的解析式,平移后,可得它的一般式y=ach(x/a+b)+c,(a,b,c是常量)。

  

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