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1、小圆在大圆内滚动时的轨迹问题计算机04 姚昀东 10055103问题重述设计一个小圆在大圆内无滑动的滚动,用Matlab编程探讨小圆上或小圆内一点的运动轨迹。设P为小圆内或小圆上一点,R为大圆半径,r为小圆半径(0<r<R),k为轨迹点到小圆圆心的距离(-rkr),k为正值时轨迹点在小圆圆心右边,k为负值时轨迹点在小圆圆心左边。为了方便起见,让小圆圆心从x轴正半轴开始逆时针开始转,且轨迹点初始位置在x轴上。如图1所示。yxP图1当小圆圆心逆时针转过a角度时,轨迹点所在小圆的直径将顺时针转过a角度,如图2所示。xPy图2当取R=10,r=5,k=5时:代码如下:hold onaxis
2、 equalR=10;ezplot('x2+y2-100',-R,R,-R,R)r=5;k=5;for t=0:0.01:4*pi hold onx=(R-r)*cos(t);y=(R-r)*sin(t);X=x+k*cos(-t)*R/r);Y=y+k*sin(-t)*R/r);plot(x,y,'g');plot(X,Y,'r');pause(0.00005);end截图有:(蓝色为大圆,绿色为小圆圆心轨迹,红色为P点轨迹)当取R=10,r=2,k=1时:截图有:(蓝色为大圆,绿色为小圆圆心轨迹,红色为P点轨迹)当取R=10,r=3,k=-1时:截图有:(蓝色为大圆,绿色为小圆圆心轨迹,红色为P点轨迹)小结根据图像可知,当大圆半径与小圆半径之比为整数时(设比值为k),出现的P点轨迹图
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