Enunciado
Cálculo - Cálculo Volume 2 - 8ª Edição - James Stewart- Ed: 8º - Capítulo 12.3 - Ex. 60
Mostre que a curvatura de uma curva plana é , onde é o ângulo entre e , isto é, é o ângulo de inclinação da reta tangente. (Isso mostra que a definição de curvatura é consistente com a definição dada para curvas planas no exercício da seção )
Passo 1
Olá, vamos treinar um pouco o conceito de curvatura?
Vamos supor uma curva arbitrária num espaço :
Passo 2
Ok até aqui?
A taxa de variação do vetor tangente vai ser:
E o módulo desse vetor é:
Passo 3
Pela regra da cadeia temos:
Passo 4
A curvatura é definida como:
E usando o resultado do passo aqui temos:
E agora vamos lá no passo resgatar o valor de :
Portanto:
Assim temos que a curvatura no espaço pode ser interpretada como a magnitude da taxa de variação de com relação a . Quanto maior for a curvatura, mais rápido varia o ângulo em relação a .
Notem que legal: como a reta tem um ângulo constante de inclinação, então sua taxa de variação é zero, ou seja, , o que é consistente com o fato de que a reta tem curvatura zero em todos os pontos.
Beleza?
Vamos pra próxima?