Gradiente en la coordenada Frenet-Serret

Simplemente estaba pensando que el gradiente en la coordenada de Frenet-Serret en un punto particular es similar al gradiente en la coordenada cartesiana. Simplemente asumí que el espacio de Frenet es un espacio ortonormal y el único término no nulo del gradiente ϕ será ϕ s mi ^ s dónde s es la coordenada de longitud de arco (tangente), a lo largo de la curva de referencia. Sin embargo, cuando leí este artículo , me di cuenta del campo escalar ϕ

ϕ = ϕ X mi X ^ + ϕ y mi y ^ + 1 h ϕ s mi s ^
donde el llamado factor de escala h = 1 + k ( s ) X en el cual k ( s ) es la curvatura local de la curva de referencia. ¿Cómo se muestra la curvatura de la curva de referencia en el gradiente escrito en el marco de Frenet? Esa es la parte que no entiendo. ¿Dónde estoy haciendo algo mal?

Comentario menor a la publicación (v3): Considere mencionar explícitamente el autor, el título, etc. del enlace, para que sea posible reconstruir el enlace en caso de que se rompa.

Respuestas (1)

Creo que usted y el autor se refieren a diferentes "gradientes". Te refieres al gradiente a lo largo de la variedad definida por la trayectoria de la partícula; dado que se trata de una variedad unidimensional, el gradiente tendría de hecho un solo componente. Los autores se refieren al gradiente completo de tres espacios. Usando las fórmulas

r = 1 k + X ϕ = k s
es fácil demostrar que el factor de escala para s sería ( 1 + k s ) 1 .