Варіаційні принципи механіки
Категория реферата: Рефераты по физике
Теги реферата: скачать ответы, quality assurance design patterns системный анализ
Добавил(а) на сайт: Ханинов.
Предыдущая страница реферата | 1 2 3 4 5 6 | Следующая страница реферата
Нехай рухома точка в момент t0 пройшла через положення А в просторі, а
в інший момент t1 >t0—через положення В (рис. 1). Умовимось називати момент
t0 і положення А початковими, а момент t1 і положення В—кінцевими. Рівняння
(1) изначають рух точки т, який відбувається в дійсності, тобто за законами
природи. Цей рух точки називатимемо дійсним її рухом.
[pic]
Рис. 1
Разом з дійсним рухом вільної матеріальної точки розглядатимемо нескінченну множину уявних її рухів, які повинні задовольняти такі умови:
1) кожний уявний рух починається одночасно з дійсним рухом у момент t0 і закінчується також одночасно з дійсним рухом у момент t1;
2) кожний уявний рух починається з положення А, що є початковим для дійсного руху, і закінчується в положенні В, яке є кінцевим для дійсного руху.
Положення і швидкість точки в будь-якому з уявних рухів нехай відрізняються, відповідно, від положення і швидкості точки в її дійсному русі нескінченно мало в кожний момент часу.
Визначені переліченими вище ознаками уявні рухи є лише кінематично можливими, тоді як дійсний рух точки відбувається насправді під дією сил заданого силового поля.
Отже, поряд з дійсним рухом вільної матеріальної точки, який відбувається між положеннями А і В за проміжок часу (t0, t1), розглядатимемо нескінченно близькі до дійсного можливі її рухи, які всі відбуваються між тими самими положеннями А та В, між якими відбувається дійсний рух, і за той самий проміжок часу (t0, t1).
Порівнювані з дійсним рухом уявні рухи вільної точки можна задати аналітичне так. Виберемо три довільні однозначні неперервні і диференційовані функції часу ?1(t), ?2(t), ?3(t), нескінченно малий параметр ? і вважатимемо, що уявлюваний рух точки визначається координатами
[pic], (2) де час t змінюється від моменту t0 до моменту t1. Швидкість точки в уявлюваному русі визначається трьома похідними по часу від координат
[pic] (3)
Щоб уявний рух відбувався протягом того самого проміжку часу і між тими самими положеннями А та В, що й дійсний рух матеріальної точки, функції ?1(t), ?2(t), ?3(t) треба підібрати так, щоб вони перетворювались в нуль у початковий і кінцевий моменти часу, тобто при t = t0 і t =t1:
?1(t0)= ?2(t0)= ?3(t0)=0, ?1(t1)= ?2(t1)= ?3(t1)=0
(4)
При аналітичному визначенні уявних рухів ми здійснили малу зміну виду функцій x(f), y(t), z(t), які описують дійсний рух. Ця зміна, яка полягає в переході від функцій x(t), y(t), z(t) до нових функцій
[pic] що нескінченно мало відрізняються від старих функцій, називається варіюванням функцій x(t), y(t), z(t). Прирости функцій, що знаходяться в результаті варіювання, позначаються символом ? і називаються варіаціями функцій:
[pic] (5)
Користуючись поняттям варіації, можна стверджувати: якщо дійсний рух точки відбувається за законом x=x(t), y=y(t), z=z(t), то порівнювані з ним уявні кінематично можливі рухи відбуваються за законом
[pic]
Оскільки вибір варіацій ?х, ?y, ?z довільний, то існує нескінченна множина уявних кінематично можливих рухів точки між заданими її положеннями.
1.2. Дійсний і уявні рухи для невільної матеріальної точки.
У випадку невільної матеріальної точки сформульовані вище в п.1.1. умови, які визначають клас кінематично можливих уявних рухів, слід доповнити ще однією: уявний рух точки повинен бути узгоджений з зв'язками, не повинен порушувати їх[5]. Тому всі попередні результати справедливі і для руху невільної матеріальної точки, якщо тільки в рівняннях руху точки використано незалежні узагальнені координати, які позначимо q1, q2 (при одній ступені вільності матимемо лише одну координату q). У цьому випадку, якщо дійсний рух точки визначається незалежними координатами q1(t), q2(t) , то, аналогічно до попереднього, уявний кінематично можливий її рух буде характеризуватись функціями
[pic]
Варіації координат тут дорівнюють [pic]
Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: экзамен, контрольная работа 10 класс.
Предыдущая страница реферата | 1 2 3 4 5 6 | Следующая страница реферата