曲线上点M处的曲率的倒数,称作曲线在这点处的曲率半径,记作 ,
则
在点M处曲线的法线的某一侧上取一点D,使 ,并以D为圆心,以 为半径作圆。把这个圆称作曲线在点M处的曲率圆,把圆心D称做曲线在M处的曲率中心。
曲率圆具有以下性质:
(1)曲率圆与曲线在点M处有共同的切线和曲率;
(2)在点M邻近与曲线有相同的凹向;
因此,在实际工程设计问题中,常用曲率圆在点M邻近的一段圆弧来近似代替曲线弧,以使问题简化。
曲率的意义:
欧几里得空间中的曲线和曲面的曲率。一般意义下的曲率,请参照曲率张量。
在动力学中,一般的,一个物体相对于另一个物体做变速运动时也会产生曲率。这是关于时空扭曲造成的。结合广义相对论的等效原理,变速运动的物体可以看成处于引力场当中,因而产生曲率。
按照广义相对论的解释,在引力场中,时空的性质是由物体的“质量”分布决定的,物体“质量”的分布状况使时空性质变得不均匀,引起了时空的弯曲。因为一个物体有质量就会对时空造成弯曲,而你可以认为有了速度,有质量的物体变得更重了,时空弯曲的曲率就更大了。
参考资料:百度百科-曲率
曲率半径就是曲率的倒数.即R=1/K 平面曲线的曲率就是针对曲线上某个点的切线方向角对弧长的转动率,通过微分来定义,表明曲线偏离直线的程度。对于曲线,它等于最接近该点处曲线的圆弧的半径。 对于表面,曲率半径是最适合正常截面或其组合的圆的半径。
曲率计算公式如下
函数形式:曲率k=y''/[(1+(y')^2)^(3/2)],其中y',y"分别为函数y对x的一阶和二阶导数;
参数形式:设曲线r(t) =(x(t),y(t)),曲率k=(x'y" - x"y')/((x')^2 + (y')^2)^(3/2).
空间形式:设曲线r(t)为三维向量函数,曲率k=|r'×r"|/(|r'|)^(3/2),|x|表示向量x的长度,a×b表示两个
向量a,b的外积,若a=(a1,a2,a3),b=(b1,b2,b3),a×b=(a2b3-a3b2,a3b1-a1b3,a1b2-a2b1).
在空间曲线的情况下,曲率半径是曲率向量的长度。在平面曲线的情况下,则R要取绝对值。
其中s是曲线上固定点的弧长,φ是切向角,κ是曲率。
如果曲线以笛卡尔坐标表示为 ,则曲率半径为(假设曲线可微分)
如果曲线由函数 和 参数给出,则曲率半径为
实际上,这个结果可以解释为
这里。
如果
是
中的参数曲线,则曲线各点处的曲率半径
由下式给出:
作为特殊情况,如果f(t)是从R到R的函数,则其图的曲率半径γ(t)=(t,f(t))是