Daniels Conner
08/23/2023 · High School
3. Given the curve \( r(t)=\left\langle 4 t,-\frac{2 t^{3}}{3}, 2 t^{2}\right\rangle \), find the followings. (a) ( 5 pts) Find \( \mathrm{a}(t) \) and \( \mathrm{T}(1) \). (b) ( 8 pts) Find the decomposition of a \( (t) \) into tangential component, \( a_{T} \), and normal com- ponents, \( a_{N} \), at \( t=1 \). (c) ( 5 pts) Find the curvature \( \kappa(1) \).
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(a) The acceleration vector \( \mathrm{a}(t) \) is \( \left\langle 0, -4t, 4 \right\rangle \) and \( \mathrm{T}(1) \) is \( \left\langle \frac{2}{\sqrt{6}}, \frac{-1}{\sqrt{6}}, \frac{2}{\sqrt{6}} \right\rangle \).
(b) The tangential component \( a_{T} \) and the normal component \( a_{N} \) of the acceleration vector \( \mathrm{a}(t) \) at \( t = 1 \) are calculated using the formulas \( a_{T} = \mathrm{T}(t) \cdot \mathrm{a}(t) \) and \( a_{N} = \frac{\mathrm{T}'(t) \cdot \mathrm{a}(t)}{\|\mathrm{T}'(t)\|} \).
(c) The curvature \( \kappa(1) \) is found using the formula \( \kappa(t) = \frac{\|\mathrm{T}'(t)\|}{\|\mathrm{v}(t)\|} \) at \( t = 1 \).
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