Derivadas cuarta, quinta y sexta de posición

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Tiempo-derivativos de posición

En física, las cuarta, quinta y sexta derivadas de la posición se definen como derivadas del vector de posición con respecto al tiempo; las derivadas primera, segunda y tercera son la velocidad, la aceleración y idiota, respectivamente. Las derivadas de orden superior son menos comunes que las tres primeras; por lo tanto, sus nombres no están tan estandarizados, aunque el concepto de trayectoria rápida mínima se ha utilizado en robótica y se implementa en MATLAB.

La cuarta derivada a menudo se denomina chasquido o rebote. El nombre "snap" para la cuarta derivada condujo a crackle y pop para la quinta y sexta derivadas respectivamente, inspiradas en las mascotas de Rice Krispies, Snap, Crackle y Pop. Estos términos se utilizan ocasionalmente, aunque "a veces de manera algo jocosa".

Cuarta derivada (chasquido/rebote)

El chasquido, o rebote, es la cuarta derivada del vector de posición con respecto al tiempo, o la tasa de cambio del tirón con respecto al tiempo. De manera equivalente, es la segunda derivada de la aceleración o la tercera derivada de la velocidad, y está definido por cualquiera de las siguientes expresiones equivalentes:

Las siguientes ecuaciones se utilizan para un ajuste constante:

dónde

  • es constante,
  • es un idiota inicial,
  • es el último idiota,
  • es la aceleración inicial,
  • es la aceleración final,
  • es la velocidad inicial,
  • es la velocidad final,
  • es la posición inicial,
  • es la posición final,
  • es tiempo entre los estados iniciales y finales.

La notación (utilizado por Visser) no debe confundirse con el vector de desplazamiento comúnmente denotado de forma similar.

Las dimensiones del ajuste son la distancia por cuarta potencia del tiempo (LT−4). La unidad SI correspondiente es metro por segundo a la cuarta potencia, m/s4, m⋅s−4.

Quinta derivada

(feminine)

La quinta derivada del vector de posición con respecto al tiempo a veces se denomina crujido. Es la tasa de cambio del snap con respecto al tiempo. Crackle se define mediante cualquiera de las siguientes expresiones equivalentes:

Las siguientes ecuaciones se utilizan para un crujido constante:

dónde

  • : constante crackle,
  • : instantánea inicial,
  • : último snap,
  • : idiota inicial,
  • : último idiota,
  • : aceleración inicial,
  • : aceleración final,
  • : velocidad inicial,
  • : velocidad final,
  • : posición inicial,
  • : posición final,
  • : tiempo entre los estados iniciales y finales.

Las dimensiones del crujido son LT−5. La unidad SI correspondiente es m/s5.

Sexta derivada

(feminine)

La sexta derivada del vector de posición con respecto al tiempo a veces se denomina pop. Es la tasa de cambio del crepitante con respecto al tiempo. Pop se define mediante cualquiera de las siguientes expresiones equivalentes:

Las siguientes ecuaciones se utilizan para pop constante:

dónde

  • : pop constante,
  • : grieta inicial,
  • : grieta final,
  • : instantánea inicial,
  • : último snap,
  • : idiota inicial,
  • : último idiota,
  • : aceleración inicial,
  • : aceleración final,
  • : velocidad inicial,
  • : velocidad final,
  • : posición inicial,
  • : posición final,
  • : tiempo entre los estados iniciales y finales.

Las dimensiones del pop son LT−6. La unidad SI correspondiente es m/s6.

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