Главная > ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА. TОМ ТРЕТИЙ (Г. ЛАМБ)
<< Предыдущий 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

Мы будем исходить, как и в $\S 77$, из уравнений движения отдельной точки системы, а именно
\[
m \ddot{x}=X, \quad m \ddot{y}=Y, \quad m \ddot{z}=Z .
\]

Обозначим через $x+\delta x, y+\delta y, z+\delta z$ координаты в момент времени $t$ той же точки при любой конфигурации системы (совместимой с ее связями), отличающейся бесконечно мало от координат в действительной конфигурации. Умножив пәедыдущие уравнения соответственно на $\delta x, \delta y, \delta z$ и просуммировав по всем точкам системы, мы получим:
\[
\sum m(\ddot{x} \hat{\partial} x+\ddot{y} \hat{\partial} y+\ddot{z} \hat{z} z)=\sum(X \hat{\partial} x+Y \hat{\partial} y+Z \hat{\delta} z) .
\]

Это уравнение называется \”вариационным уравнением Лагранжа“.
Особое преимущество этой формы уравнения заключается в том, что при вычислении выражения, стоящего в правой части, можно опустить все силы, не производящие работы при бесконечно малом изменении конфигурации. Так в случае консервативной системы при отсутствии внешних сил, мы на основании (12) § 77 имеем:
\[
\sum m(\ddot{x} \delta x+\ddot{y} \delta y+\ddot{z} \delta z)+\delta V=0 .
\]

Формула (2) или (3) наиболее полезна в теории малых колебаний непрерывных систем. Ею, например, широко пользуется Рэлей в своем труде \”Theory of Sound\” (Теория звука). Для иллюстрации этого метода может служить следующий пример.

ПРимЕР. В случае цепи, подвешенной вертикально за один конец (этот случай рассмотрен нами в $\S 91$, пример 3 ) мы имеем:
\[
V=\frac{1}{2} g_{\rho} \int_{0}^{\vdots}(l-s) y^{2} d s,
\]

где $s$ означает расстояние от закрепленного конца, а $y^{\prime}=\frac{\partial y}{\partial s}$. Слезовательно,
\[
\delta V=g_{p} \int_{0}^{l}(l-s) y^{\prime} \partial y^{\prime} d s=g_{?}\left[(l-s) y^{\prime} \partial y\right]_{0}^{l}-g \rho \int_{0}^{l} \frac{\partial}{\partial s}\left\{(l-s) y^{\prime}\right\} \delta y d s .
\]

Проинтегрированный член обрашается в нуль при $s=l$, а также при $s=0$, так как на верхнем конце $\delta y=0$. Следовательно, уравнение (3) принимает вид:
\[
\int_{0}^{l}\left[\ddot{y}-g \frac{\partial}{\partial s}\left\{(l-s) y^{\prime}\right\}\right] \delta y d s=0 .
\]

Так как функция $\delta$ произвольна, вернее подчинена лишь условию, что она должна обращаться в нуль при $s=0$, то другой множитель подинтегрального выражения должен обращаться в нуль для всех значений $s$. Следовательно,
\[
\ddot{y}=g \frac{\partial}{\partial s}\left\{(l-s) y^{\prime}\right\} .
\]

Это уравнение эквивалентно уравнению (15) § 91, в котором коорднната $x$ измерялась от нижнего концв.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru