Нехай матеріальна точка рухається по довільній криволінійній траєкторії відносно СВ (OXYZ) і в момент часу t займає положення А на траєкторії, маючи в цей момент швидкість . Розглянемо її положення і швидкість через довільний проміжок часу Dt, тобто в момент часу (t+Dt):
т. А: ;
т. В: (див. рис. 2.1.)
Рис. 2.1.
Знайдемо зміну вектора швидкості за Dt. Для цього паралельно перенесемо вектор в початкову точку А і відкладемо на ньому вектор , модуль якого . Побудуємо вектори: , , .
Тоді: з ΔDCE: .
Так, як . Звідси, враховуючи, що маємо ; .
, де при
Із ΔАDC: (S=φR)
З другого боку: і ; Þ ;
(1-14)
Модуль чисельно дорівнює квадрату лінійної швидкості, розділеному на радіус кривизни траєкторії руху.
Визначимо модуль :
, де
;
(1-15)
Модуль чисельно визначається першою похідною за часом, від числового значення вектора швидкості.
Напрям і .
При зменшені Dt вектор буде повертатись навколо т. А і в границі співпаде з вектором .
Вектор , що визначатиме напрям буде зменшуватись, повертатись також навколо т. А і в граничному випадку приймає напрям, перпендикулярний .
Таким чином, ; , а значить: , тобто вектор направлений по радіусу кривизни траєкторії до її центра.
Напрям визначається вектором .
Дійсно, при , вектор приймає напрям дотичної до траєкторії в т. А. Таким чином, вектор направлений по дотичній до траєкторії в точці, яка розглядається.
Для прискореного руху: ; для сповільненого руху: .