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

Сперва мы рассмотрим такую систему, всевозможные конфигурации которой могут быть полностью охарактеризованы $n$ независимыми координатами $q_{1}, q_{2}, \ldots, q_{n}$.

По определению количества $\delta x, \delta y, \delta z$ изменяются вместе с временем; важно заметить, что операции $\delta$ и $\frac{d}{d t}$ обладают свойством коммутативности (переместительности). Например:
\[
\delta \dot{x}=\frac{d}{d t}(x+\delta x)-\frac{d x}{d t}=\frac{d}{d t} \delta x .
\]

Следовательно,
$\sum m(\ddot{x} \delta x+\ddot{y} \delta y+\ddot{z} \delta z)=$
\[
=\frac{d}{d t} \sum m(\dot{x} \delta x+\dot{y} \hat{\delta} y+\dot{z} \delta z)-\sum m(\dot{x} \dot{x} \dot{x}+\dot{y} \hat{y} \dot{y}+\dot{z} \dot{\delta} \dot{z}) .
\]

формулы для $\dot{x}, \dot{y}, \dot{z}$, выраженных через обобщенные координаты и скорости, были выписаны в § 73. Точно так же мы имеем:
\[
\left.\begin{array}{c}
\delta x=\frac{\partial x}{\partial q_{1}} \delta q_{1}+\frac{\partial x}{\partial q_{2}} \delta q_{2}+\ldots+\frac{\partial x}{\partial q_{n}} \delta q_{n}, \\
\delta y=\frac{\partial y}{\partial q_{1}} \delta q_{1}+\frac{\partial y}{\partial q_{2}} q_{2}+\ldots+\frac{\partial y}{\partial q_{n}} \delta q_{n} \\
\delta z=\frac{\partial z}{\partial q_{1}} \delta q_{1}+\frac{\partial z}{\partial q_{2}} \delta q_{2}+\ldots+\frac{\partial z}{\partial q_{n}} \delta q_{n}
\end{array}\right\}
\]

Если произвести подстановку в выражение
\[
\sum m(\dot{x} \delta x+\dot{y} \delta y+\dot{z} \delta z)
\]

то коэфициент перед $\delta q_{r}$ будет иметь вид:
\[
\sum m\left(\dot{x} \frac{\partial x}{\partial q_{r}}+\dot{y} \frac{\partial y}{\partial q_{r}}+\dot{z} \frac{\partial z}{\partial q_{r}}\right)=a_{i r} \dot{q}_{1}+a_{2 r} \dot{q}_{2}+\ldots+a_{n r} \dot{q}_{n},
\]

при обозначениях $\S 73$.
Следовательно, введя как прежде, обозначение
\[
p_{r}=\frac{\partial T}{\partial \dot{q}_{r}}
\]

будем иметь:
\[
\sum m(\dot{x} \delta x+\dot{y} \dot{\delta} y+\dot{z} \hat{\delta} z)=\sum_{r} p_{r} \delta q_{r},
\]

где $\sum_{r}$ означает суммирование по всем значениям $r$ от 1 до $n$. Эта формула является основной.
далее
\[
\begin{aligned}
\sum m(\dot{x} \dot{x}+\dot{y} \hat{y}+\dot{z} \dot{\delta} \dot{z}) & =\delta \sum \frac{1}{2} m\left(\dot{x}^{2}+\dot{y}^{2}+\dot{z}^{2}\right)= \\
& =\delta T=\sum_{r}\left(\frac{\partial T}{\partial \dot{q}_{r}} \delta \dot{q}_{r}+\frac{\partial T}{\partial q_{r}} \delta q_{r}\right) .
\end{aligned}
\]

Произведя подстановку из (7) и (8) в (2) и опуская члены, исчезающие на основании формулы (6), получим:
\[
\sum m(\ddot{x} \delta x+\ddot{y} \hat{y} y+\ddot{z} \delta z)=\sum_{r}\left(\frac{d p_{r}}{d t}-\frac{\partial T}{\partial q_{r}} \delta q_{r}\right) .
\]

При обозначениях обобщенных сил, принятых в § 77 , мы будем иметь:
\[
\Sigma(X \hat{\partial} x+Y \hat{\delta} y+Z \delta z)=\sum_{r} P_{r} \delta q_{r} .
\]

Таким образом уравнение (2) § 101 преобразуется в следующее:
\[
\sum_{r}\left(\frac{d p_{r}}{d t}-\frac{\partial T}{\partial q_{r}}-P_{r}\right) \delta q_{r}=0 .
\]

Так как количества $\delta q_{r}$ соверценно независимы, то из равенства (11) вытекает:
\[
\frac{d p_{r}}{d t}-\frac{\partial T}{\partial q_{r}}=P_{r},
\]

что представляет типичное уравнение Лагранжа (§ 77). Вывод, данный теперь, в сущности тот же, при помощи которого эти уравнения были первоначально получены.

Если геометрические связи нестационарны (т. е. с течением времени изменяются), то мы должны воспользоваться выражениями $\dot{x}, \dot{y}, \dot{z}$, данными в (2) § 79. Мы найдем, что коэфициент перед $\delta q_{r}$ после преобразования (4) будет
\[
a_{r}+a_{1 r} \dot{q}_{1}+a_{2 r} \dot{q}_{9}+\ldots+a_{n r} \dot{q}_{n} .
\]

Следовательно,
\[
\sum m(\dot{x} \delta x+\dot{y} \delta y+\dot{z} \delta z)=\sum_{r} p_{r} \delta q_{r}
\]

где
\[
p_{r}=\frac{\partial T}{\partial \dot{q}_{r}},
\]

так как теперь $T$ имеет вид, данный в (3) § 79. Остальные зыводџ получаются так же, как и прежде.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru