Главная > АНАЛИТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА. ТОМ 1. СТАТИКА. ДИНАМИКА. (Ж. ЛАНГРАЖ)
<< 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

26. Рассмотрим снова случай трех тел, соединенных между собою стержнем, и предположим сверх того, что в точке, где находится второе тело, стержень обладает упругостью – в том смысле, что расстояния от упомянутой точки до первой и последней остаются неизменными, но угол, образуемый линиями соединения среднего тела с двумя другими телами, может изменяться и что действие этой упругости заключается в увеличении указанного угла, а следовательно, в уменьшении внешнего угла, образуемого одной из сторон и продолжением другой.

Назовем $E$ – силу упругости*) и $e$-внешний угол, который эта сила стремится уменьшить; момент этой силы выразится через $E$ de (отд. II, П. 9), так что сумма моментов всех сил системы составит
\[
\begin{array}{l}
X^{\prime} d x^{\prime}+Y^{\prime} d y^{\prime}+Z^{\prime} d z^{\prime}+X^{\prime \prime} d x^{\prime \prime}+Y^{\prime \prime} d y^{\prime \prime}+Z^{\prime \prime} d z^{\prime \prime}+ \\
+X^{\prime \prime \prime} d x^{\prime \prime \prime}+Y^{\prime \prime \prime} d y^{\prime \prime \prime}+Z^{\prime \prime \prime} d z^{\prime \prime \prime}+E d e .
\end{array}
\]

Но условия задачи здесь те же самые, что и в п. 12 ; значит, $d f=0$ и $d g=0$; поэтому мы имеем следующее общее уравнение равновесия:
\[
\begin{array}{l}
X^{\prime} d x^{\prime}+Y^{\prime} d y^{\prime}+Z^{\prime} d z^{\prime}+X^{\prime \prime} d x^{\prime \prime}+Y^{\prime \prime} d y^{\prime \prime}+Z^{\prime \prime} d z^{\prime \prime}+ \\
\quad+X^{\prime \prime \prime} d x^{\prime \prime \prime}+Y^{\prime \prime \prime} d y^{\prime \prime \prime}+Z^{\prime \prime \prime} d z^{\prime \prime \prime}+E d e+\lambda d f+\mu d g=0 .
\end{array}
\]

Здесь остается только подставить значения $d e, d f$, $d g$. Значения $d f$ и $d g$ остаются теми же, что и в упомянутом выше пункте.

Для определения значения $d e$ заметим, что если обозначить через $h$ прямолинейное расстояние между первым телом и третьим, то в треугольнике, имеющем своими сторонами $f, g, h$, угол, противолежащий $\qquad$
*) Слово сила употреблено здесь не в обычном своем значении. Лагранж считает очевидным, что если совокупность сил, вызванных упругостью, имеет сумму моментов, равную нулю, когда угол е является неизменным, то эта сумма может вообще считаться пропордиональной $d e$; он выражает ее тогда через $E$ de,где $E$ представляет собою силу только в том слу. чае, если принять условие, указанное в пункте 9 отд. II.См. примечание к этому пункту (стр. 60). (II ри.s. Бертрана.)

єтороне $h$, составит $180^{\circ}-e$; следовательно, на основании известной теоремы мы имеем
\[
-\cos e=\frac{f^{2}+g^{2}-h^{2}}{2 f g},
\]

откуда путем дифференцирования можно получить значение $d e$; но так как согласно условиям задачи мы имеем
\[
d f=0 \text { и } d g=0,
\]

то достаточно варьировать $e$ и $h$, в результате чего получится
\[
d e=-\frac{h d h}{f g \sin e} .
\]

Если это значение подставить в предыдущее уравнение, то легко убедиться, что оно получит тот же вид, что и общее уравнение равновесия в случае, рассмотренном в пункте 20 , если только в последнем положить $
u=-\frac{E h}{f g \sin e}$. Таким образом и частные уравнения будут в обоих случаях одинаковы – с тем единственным отличием, тто в уравнениях упомянутого пункта величина $
u$ является неопределенной и, следовательно, подлежит исключению, между тем как в рассматриваемом здесь случае эта величина представляется вполне известной *) и исключению подлежат лишь две неопределенные величины $\lambda$ и $\mu$; таким образом в последнем случае остается налицо одним окончательным уравнением больше, чем в упомянутом выше случае, т. е. семь окончательных уравнений вместо шести. Но так как, независимо от того, является ли величина $v$ известной или нет, $\qquad$
*) Для того чтобы у можно было рассматривать как известную величину, необходимо, чтобы $E$ и $е$ были тоже известными величинами; однако в действительности этого нет: $E$ является неизвестной функцией $e$ и не поддается прямому определению. (Прим. Бертрана.)

ничто нам не мешает исключить ее вместе с другими величинами $\lambda$ и $\mu$, то ясно, что в настоящем случае мы имеем те же самые уравнения, какие были найдены нами в пунктах 21 и 22 ; а для того, чтобы получить седьмое уравнение, нам достаточно будет исключить $\lambda$ из первых трех уравнений, или же $\mu$ из последних трех, входящих в состав девяти частных уравнений пункта 20 , – и затем вместо $
u$ подставить его значение – $\frac{E h}{f g \sin e}$.
27. Впрочем, если бы мы в значении de не пожелали принять $d f$ и $d g$ равными нулю, то мы имели бы выражение следующего вида:
\[
d e=-\frac{h d h}{f g \sin e}+A d f+B d g,
\]

где $A$ и $B$ являются функциями $f, g, h, \sin e$. В этом случае три члена $E d e+\lambda d f+\mu d g$ общего уравнения приняли бы следующий вид:
\[
-\frac{E h}{f g \sin e} d h+(E A+\lambda) d f+(E B+\mu) d g .
\]

Но так как $\lambda$ и $\mu$ являются двумя неопределенными величинами, то ясно, что вместо них можно подставить $\lambda-E A, \mu-E B$, в результате чего упомянутая величина получает следующий вид:
\[
-\frac{E h}{f g \sin e} d h+\lambda d f+\mu d g,
\]

как если бы $f$ и $g$ в выражении для de были постоянными величинами.

Если бы с помощью упругих стержней было связано друг с другом бо́льшее количество тел, то уравнения, необходимые для равновесия этих тел, можно было бы найти, пользуясь тем же способом. И вообще наш метод дает всегда с одинаковой легкостью условия равновесия системы тел, связанных между собою любым образом и находящихся под действием любых внешних сил. Расчет ведется, как видим, всегда одинаковым способом, что следует признать одним из главнейших преимуществ этого метода.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru