Y Plus计算器
变换笛卡尔坐标,求出旋转后向量沿Y轴正方向的分量。
坐标与向量计算器
输入X坐标、Y坐标和逆时针旋转角度。
关于Y+坐标计算
Y+坐标表示坐标轴旋转后,点或向量的竖直分量。本计算器对原始X、Y坐标应用标准二维旋转矩阵,输出变换后的X坐标、沿Y轴正方向的分量以及向量模长。这些结果可用于力的分解、调整图形方向、运动分析,以及局部坐标系与全局坐标系之间的测量值转换。
对于逆时针角度θ,变换后的坐标为x′ = x cos θ − y sin θ和y′ = x sin θ + y cos θ。以度为单位输入的角度会先转换为弧度,再计算三角函数。正角度表示逆时针旋转,负角度表示顺时针旋转。纯旋转不会拉伸向量,因此模长√(x² + y²)保持不变。这一不变量可用于快速核对计算结果。
坐标变换广泛应用于物理和工程领域。沿倾斜部件测得的力可分解为水平和竖直分量,测量点可与新的基准线对齐。计算机图形学使用同一矩阵旋转顶点,机器人技术则使用相关矩阵在不同参考系中表示位置。变换后的Y+值就是所选参考系中沿Y轴正方向的分量;旋转后的点落在该方向的负侧时,其值仍可能为负。
X和Y必须使用相同单位。如果X以米为单位,Y也必须以米为单位,变换后的两个坐标及模长也均以米表示。角度是无量纲量,但本计算器要求以度输入。在旋转90或180度等角度后,可能出现接近零的微小浮点数;显示结果会四舍五入到小数点后六位,以处理这类数值误差。本工具执行绕原点的平面旋转。如需绕另一点旋转,请先减去该点坐标,旋转得到的向量,再加回旋转中心的坐标。
Y+计算示例
| 输入 | 输出 | 说明 |
|---|---|---|
| x = 3, y = 4, θ = 90° | x′ = -4, y′ = 3, 模长 = 5 | 逆时针旋转四分之一圈 |
| x = 6, y = 8, θ = 0° | x′ = 6, y′ = 8, 模长 = 10 | 不旋转 |
| x = 10, y = 0, θ = 30° | x′ = 8.660254, y′ = 5, 模长 = 10 | 水平向量向上旋转 |
如何计算Y+
- 输入原始X坐标,单位须与Y相同。
- 输入原始Y坐标。
- 以度为单位输入角度:正值为逆时针,负值为顺时针。
- 选择“计算Y+”,查看变换后的坐标及保持不变的模长。
常见问题
本计算器中的Y+是什么意思?
Y+表示坐标系旋转后沿Y轴正方向的分量,计算公式为y′ = x sin θ + y cos θ。
本计算器能计算CFD壁面y-plus吗?
不能,本页面用于坐标与向量变换。CFD壁面y-plus需要使用流体密度、摩擦速度、壁面距离和黏度。
为什么向量模长保持不变?
旋转只改变方向,不改变长度。旋转矩阵是正交矩阵,因此√(x² + y²)等于√(x′² + y′²)。
可以输入负旋转角度吗?
可以。负角度使向量顺时针旋转,正角度则遵循数学中的标准约定,表示逆时针旋转。
应该使用什么单位?
可以使用任何长度或分量单位,只要X和Y使用相同单位。变换后的坐标和模长保留该单位。