§ 4. Вынужденные колебания системы с двумя степенями свободы
Уравнения движения
Рассмотрим малые колебания системы с двумя степенями свободы, на которую действуют силы потенциального поля и силы, периодически меняющиеся по времени. Возникающие при этом движения системы носят название вынужденных колебаний.
Пусть возмущающие обобщенные силы меняются по гармоническому закону от времени, имея равные периоды и начальную фазу. Тогда уравнения движения рассматриваемой системы будут вида:
Уравнения движения в рассматриваемом случае представляют собой систему линейных дифференциальных уравнений второго порядка с постоянными коэффициентами и правой частью.
Переход к главным координатам
Для удобства исследования уравнений движения перейдем в них к главным координатам системы
Связь между координатами
определяется формулами предыдущего параграфа вида:
Обозначим через
соответственно обобщенные силы, соответствующие нормальным координатам
Так как обобщенные силы представляют собой коэффициенты при соответствующих вариациях обобщенных координат в выражении элементарной работы
действующих на систему сил, то
Но
и
Следовательно:
Откуда
Таким образом, уравнения движения в главных координатах приобретают вид:
где