Главная > АСИМПТОТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ НЕЛИНЕЙНОЙ МЕХАНИКИ (Н. Н.МОИСЕЕВ)
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

Формула (3.11) является выражением значительно более общего результата. Пусть мы имеем произвольное нелинейное уравнение вида
\[
\ddot{z}+f(z, \varepsilon t)=0,
\]

у которого решение
\[
z=Q(x, y, \varepsilon t)
\]

является периодической функцией $y$ периода $2 \pi$. Тогда зависимость амплитуды от времени может быть получена без интегрирования уравнения (3.12). В самом деле, для уравнения (3.12) интеграл действия будет адиабатическим инвариантом, т. е.
\[
\int_{0}^{2 \pi} \omega(x, \varepsilon t) Q_{y}^{2}(x, y, \varepsilon t) d y=\text { const. }
\]

Выражение (3.14) является некоторым трансцендентным уравнением, которое связывает величины $x$ и $t$
\[
\Phi(x, t)=0
\]

и представляет собой неявное задание функции $x(t)$.

Полная энергия системы не является адиабатическим инвариантом, хотя она определяется так же, как и интеграл действия, только амплитудой. Однако, имея в распоряжении зависимость $x(\varepsilon t)$ и используя то обстоятельство, что
\[
\frac{d E}{d t}=-\Delta \dot{x}+\varepsilon E_{\tau},
\]

мы можем легко подсчитать изменение энергии системы вследствие изменения параметров системы. Нетрудно убедиться в том, что $d E / d t$ имеет порядок величины $\varepsilon$.

Процедура вычисления энергии может быть и не связана с нахождением корней трансцендентного уравнения (3.14′). Для этой цели следует использовать рассуждения предыдущего параграфа. Найдем производную величины $\alpha=2 E$

где
\[
\alpha=\dot{z}^{2}+U(z, \tau)
\]
\[
U(z, \tau)=\int_{z_{1}}^{z} f(z, \tau) d z
\]

Так как
\[
\ddot{z}=-f(z, \tau),
\]

то производная $d \alpha / d t$, вычисленная в силу этого уравнения, будет
\[
\dot{\alpha}=\varepsilon U_{\tau}
\]

или после усреднения
\[
\dot{\alpha}=\frac{\varepsilon}{T(\alpha)} \int_{\beta_{0}}^{\beta_{0}+T} U_{\tau}(z, \tau) d \beta=\frac{\varepsilon}{T(\alpha)}\left\{\int_{\underline{z}}^{z} \frac{U_{\tau} d z}{\sqrt{\alpha-U_{z}}}-\int_{\bar{z}}^{z} \frac{U_{\tau} d z}{\sqrt{\alpha-U(z)}}\right\},
\]

где $z$ и $\bar{z}$ являюгся корнями уравнения $U(z)=0$.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru