自然坐标系是一种用于描述物体运动的坐标系，它固定在物体上，并与物体一同运动。在二维平面中，自然坐标系的一个轴与物体的运动轨迹相切（即切向），另一个轴与切向垂直（即法向），原点位于物体上。在三维空间中，除了切向和法向轴，还需要引入一个垂直于水平面的z轴。
原点 ：在物体运动轨迹上任意选取的一点作为坐标原点O。单位矢量
切向单位矢量：
沿物体所在点的轨道切线方向。
法向单位矢量：垂直于在同一点的切向单位矢量，指向曲线的凹侧。
速度 ：在自然坐标系中，质点的速度只有切向分量，没有法向分量。速度的大小可以通过位移对时间的导数来表示。加速度
切向加速度：
改变物体速度的大小。
法向加速度：改变物体速度的方向。
自然坐标系特别适用于描述物体沿已知轨迹的平面或空间运动。在这种坐标系下，物体位置、速度和加速度的描述变得简单直观