基于Mathematica的轨道约束问题求解与可视化

运用自然坐标系下的运动微分方程,对被约束在抛物线型(关于x轴对称)和椭圆型轨道上的小环运动问题进行了探究,得到了小环在任意位置处所受约束反作用力(简称约束反力)的表达式,并进行了Mathematica可视化处理,直观地展现了它的变化规律.研究表明在关于x轴对称的抛物线型轨道中,小环所受的约束反力是非对称的.两种轨道上的小环所受的约束反力与轨道参数、小环初始速度以及小环的位置参数有关.我们还讨论了这些参数对约束反力极值点位置的影响,这些结论可以用于工程设计.