比较曲线在左右边界、底边和交叉点的位置。
M 沿边长 L 的正方形 ABCD 的边 AB 做匀速率往复运动,周期为 T。N 沿 AD 边运动,位移满足 y = 0.5L[1 − cos(4πt/3T)]。M、N 均从 A 点出发,P 在正方形平面内,且始终 PM ⟂ AB、PN ⟂ AD,判断 P 的轨迹。
以 A 为原点,AB 向右为 x 轴,AD 向下为 y 轴。PM 垂直于 AB,故 xP = xM;PN 垂直于 AD,故 yP = yN。M 每半个周期走一条边,因此速率为 2L/T。
第一段从左上角走到右边的 ¾L 处;第二段经过底边中点,再到左边的 ¾L 处;第三段从那里走到右上角,与第一段交于 (L/2, L/4)。三段合起来恰是选项 C。
M 的周期为 T,N 的周期为 3T/2,二者位置组合的最小正周期为 3T。前 3T/2 已画完全部几何轨迹;后 3T/2 按相反顺序重走。t = 3T 时,二者同时回到 A,开始下一个周期。