Главная > KУPC ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ. ТОМ ПЕРВЫЙ. ЧАСТЬ ПЕРВАЯ (Т. ЛЕВИ-ЧИВИТА И У. АМАЛЬДИ)
<< 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

3. Повторное диференцирование соотношения (3) по времени дает для абсолютного ускорения выражение:
\[
\begin{aligned}
\frac{d^{2} l^{2}}{d t^{2}}=\frac{d^{2} O}{d t^{2}} & +x \frac{d^{2} \boldsymbol{i}}{d t^{2}}+y \frac{d^{2} \boldsymbol{j}}{d t^{2}}+z \frac{d^{2} \boldsymbol{k}}{d t^{2}}+ \\
& +\ddot{x} \boldsymbol{i}+\ddot{y} \boldsymbol{j}+\ddot{z} \boldsymbol{k}+2\left(\dot{x} \frac{d \boldsymbol{i}}{d t}+\dot{y} \frac{d \boldsymbol{j}}{d t}+\dot{z} \frac{d \boldsymbol{k}}{d l^{2}}\right) .
\end{aligned}
\]

В правої части этого выраженпя трехчлен
\[
\ddot{x} \boldsymbol{i}+\stackrel{\rightharpoonup}{y} j+\ddot{z} k
\]

выражает ускоренне $a_{r}$, а четырехчлеп
\[
\frac{d^{2} \rho}{d t^{2}}+x \frac{d^{2} \boldsymbol{i}}{d t^{2}}+y \frac{d^{2} \boldsymbol{j}}{d t^{2}}+z \frac{d^{2} \boldsymbol{k}}{d t^{3}}
\]

представляет собою переносиое ускорение в том же смысле, в каком мы установили этот термин в применении к скорости; переносное ускорение мы будем сбознатать через $c_{.}$. Остается еще удвоепныї вектор
\[
\dot{x} \frac{d i}{d t}+\dot{y} \frac{d j}{d t}+\dot{z} \frac{d k}{d l},
\]

эависящий каг от относительного, таг и от переносного движения; слагающую ускорения, выражаемую этим вектором, называют дополнительным ускорением или составным центрострелительным ускорением. Если обозначим его через $a_{c}$, то мы можем написать:
\[
a_{a}=a_{r}+a_{\tau}+2 a_{c},
\]

нли, в словах (теорема Кориллиса) ${ }^{1}$ ): аоссолютное ускорение в каждый момент представляеп собою сумиу относительного ускорения, ускорения переноса и двойного дополнительног ускорения.

Дополнительное ускорение не имеет непосредственного кинематического значения, но оно получает наглядное выражение, пригодное для приложений, если введем угловую скорость ( (твердого) движения переноса. На основе формулы Пуассона (рубр. 19 предыдущей глазыі выражение (7) ускоревия $a$ можно написать в внде:

или, иначе
\[
\begin{array}{c}
{[\bar{\omega}(\dot{x} i+u j+z \dot{k})],} \\
\boldsymbol{a}_{c}=\left[\dot{\omega} \boldsymbol{v}_{r}\right]
\end{array}
\]

Так как вектор њ в каждый момент определяет направление осп двпжения триэдра Охуz, то это выражение обнаруживает, что дополнительное успоренне всегда перпендикуляріо к оси переноеного движения и к относительной скорости; оно обращдется в нуль 1) когда относительная екорость становитея пюраллель. ной оси переносного движения; 2) гогда $v_{2}=0$ (момент остз новки относительного двнжения; 3 ) когда $\bar{\omega}=0$ (т. е. состоян е переноюного движения становитед чисто поступательным).
4. Тистио слутан переноспого двизенг: а) Если переносноо двптение поступательное, то все точки, неразрывно связаиные с подвижным триәдром Cxyz, в каздын момент име от одну и ту же скорость и опно и то же ускорение (рубг. 4 предыдущей главы); скорость и ускорение представлякт собою два вектора, зависяиче только от времени; они могут быть отождествлены со скоростью $\mathfrak{v}_{0}(t)$ и с ускорением $\ddot{a}_{0}(t)$ начальной точки $P$. Так как в этом случае угловая скорость шодвнжног триздра постоянно равна нулю, то и дополнительное ускорені обращается тождественно в нуль; поэтому соотношения (5) и (8) дают:
\[
\boldsymbol{v}_{a}=\boldsymbol{v}_{r}+\boldsymbol{v}_{0}, a_{a}=a_{r}+\boldsymbol{a}_{0} ;
\]

векторы, входлщие в правые части, зависят исплючительно от времени.
1) Густав Кориолй (Gustave Gaspard Coriolis) подилел в ІІариже в 1792 г., умер там же в 1843 г. Его выразительная формулировка атого предложения содепжнтся в ,Журнале политехнической школы“ (\”Journal de l’École Polytechnique\” 1836 г $і$. Кориолие состоял директором (собственно, заведующим учебной частью) этой школы.

р) Во-вторых, предположим, что перенос представляет собою равномерное вращение с угловой скоростью $\vec{\omega}$.

Еели за начало $O$ подвнжного триэдра примем какую-либо (неподвижную) точку оси и, как мы это обнкновенто делаем, обозначим через $Q$ ортогональную проекцию точки $P$ на ось, то скорость и ускорение переносного движения выразятея формутами (рубр. 5 и 8 предыдущей главы):
\[
\boldsymbol{v}_{r}=[\omega \overline{O 1}], \quad \boldsymbol{c}_{c}=-\omega^{2} \overline{Q P} .
\]

поэтому для абсолютного движения на основании соотношений (5) II (8) получим:
\[
\boldsymbol{v}_{a}=\boldsymbol{v}_{r}+[\bar{\omega} \overline{O P}], \quad \boldsymbol{a}_{a}=a_{r}-\omega^{2} \overline{Q P}+2\left[\bar{\omega} \sigma_{r}\right] .
\]

Еели за ось $z$ подвижного трпэдра примем ось вращения, ориентированную в сторону угловой скорости, то предыдущие формулы дадут следующте выражения для компонент векторов $\boldsymbol{v}_{a}$ и $a_{a}$ по подвижным осям:
\[
\begin{array}{l}
v_{a, b}=\dot{x}-\omega y ; \quad a_{a 1}=\ddot{x}-\omega^{2} x-2 \omega \dot{y} ; \\
r_{a i y}=\dot{y}+\omega x ; \quad a_{a 1 y}=\ddot{y}-\omega^{2} y-2 \omega \ddot{x} ; \\
v_{a 1 z}=\ddot{z} ; \quad a_{a 1 \varepsilon}=\ddot{z} . \\
\end{array}
\]
с) Наконец, если переносное двияение есть равомерное винтовое двпжение и начало подвняного триэдра взято на относительной оси движения, то мы будем иметь:
\[
\boldsymbol{v}_{:}=\boldsymbol{v}_{0}-[\bar{\omega} \overline{U P}], \quad a_{:}=-\omega^{2} \overline{Q P} ;
\]

здесь (постоянная) скорость $v_{0}$ точки $O$ будет иметь то же направление, что и угловая скорость; мы получаем поэтому для ассолютной скорости выражение:
\[
\boldsymbol{v}_{a}=\boldsymbol{v}_{\boldsymbol{r}} \uparrow[\overline{\omega 0 P}]
\]

для абсолютного же ускорения остаетсл в силе выражение (9), полученное више для случая равномерно вращательного переносного двияления. Это станови гся еовершенно ясным, если примем во виимание, что скорость (10) отличается только постоянным слагаемым $v_{0}$ от выражения (9), соответствующего случаю „b“.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru