Главная > ВАРИАЦИОННЫЕ ПРИНЦИПЫ МЕХАНИКИ (Л.С. Полак)
<< 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

7. Если мы разделим главную функцию $S$ на любые две части
\[
S_{1}+S_{2}=S
\]

и подставим их сумму вместо $S$ в первое уравнение (C), то функция $F$ в силу ее рациональной, целой и однородной формы и степени может быть выра-

жена следующим, новым образом :
\[
\begin{array}{r}
F\left(\frac{\delta S}{\delta \eta_{1}}, \ldots, \frac{\delta S}{\delta \eta_{3 n}}, \eta_{1}, \ldots, \eta_{3 n}\right)=F\left(\frac{\delta S_{1}}{\delta \eta_{1}}, \ldots, \frac{\delta S_{1}}{\delta \eta_{3 n}}, \eta_{1}, \ldots, \eta_{3 n}\right)+ \\
+F^{\prime}\left(\frac{\delta S_{1}}{\delta \eta_{1}}\right) \frac{\delta S_{2}}{\delta \eta_{1}}+\ldots+F^{\prime}\left(\frac{\delta S_{1}}{\delta \eta_{3 n}}\right) \frac{\delta S_{2}}{\delta \eta_{3 n}}+F\left(\frac{\delta S_{2}}{\delta \eta_{1}}, \ldots, \frac{\delta S_{2}}{\delta \eta_{3 n}}, \eta_{1}, \ldots, \eta_{3 n}\right)= \\
=F\left(\frac{\delta S_{1}}{\delta \eta_{1}}, \ldots, \frac{\delta S_{1}}{\delta \eta_{3 n}}, \eta_{1}, \ldots, \eta_{3 n}\right)-F\left(\frac{\delta S_{2}}{\delta \eta_{1}}, \ldots, \frac{\delta S_{2}}{\delta \eta_{3 n}}, \eta_{1}, \ldots, \eta_{3 n}\right)+ \\
+F^{\prime}\left(\frac{\delta S}{\delta \eta_{1}}\right) \frac{\delta S_{2}}{\delta \eta_{1}}+\ldots+F^{\prime}\left(\frac{\delta S}{\delta \eta_{3 n}}\right) \frac{\delta S_{2}}{\delta \eta_{3 n}},
\end{array}
\]

так как $\left[{ }^{103}\right]$
\[
F^{\prime}\left(\frac{\delta S_{1}}{\delta \eta_{i}}\right)=F^{\prime}\left(\frac{\delta S}{\delta \eta_{i}}\right)-F^{\prime}\left(\frac{\delta S_{2}}{\delta \eta_{i}}\right)
\]

и
\[
\Sigma F^{\prime}\left(\frac{\delta S_{2}}{\delta \eta}\right) \frac{\delta S_{2}}{\delta \eta}=2 F\left(\frac{\delta S_{2}}{\delta \eta_{1}}, \ldots, \frac{\delta S_{2}}{\delta \eta_{3 n}}, \eta_{1}, \ldots, \eta_{3 n}\right) \text {. }
\]

Поскольку с помощью (A) и (В) мы получим
\[
F^{\prime}\left(\frac{\delta S}{\delta \eta_{i}}\right)=F^{\prime}\left(\bar{\omega}_{i}\right)=\frac{\delta H}{\delta \bar{\omega}_{i}}=\frac{d \eta_{i}}{d t},
\]

то легко преобразуем первое уравнение (C) в следующее:
\[
\begin{aligned}
\frac{d S_{2}}{d t}=-\frac{\delta S_{1}}{\delta t}+U\left(\eta_{1}, \ldots, \eta_{3 n}\right)-F & \left(\frac{\delta S_{1}}{\delta \eta_{1}}, \ldots, \frac{\delta S_{1}}{\delta \eta_{3 n}}, \eta_{1}, \ldots, \eta_{3 n}\right)+ \\
& +F\left(\frac{\delta S_{2}}{\delta \eta_{1}}, \ldots, \frac{\delta S_{2}}{\delta \eta_{3 n}}, \eta_{1}, \ldots, \eta_{3 n}\right),
\end{aligned}
\]

что дает строго
\[
\begin{aligned}
S_{2}=\int_{0}^{t}\left\{-\frac{\delta S_{1}}{\delta t}+U\left(\eta_{1}, \ldots, \eta_{3 n}\right)\right. & \left.-F\left(\frac{\delta S_{1}}{\delta \eta_{1}}, \ldots, \frac{\delta S_{1}}{\delta \eta_{3 n}}, \eta_{1}, \ldots, \eta_{3 n}\right)\right\} d t+ \\
& +\int_{0}^{t} F\left(\frac{\delta S_{2}}{\delta \eta_{1}}, \ldots, \frac{\delta S_{2}}{\delta \eta_{3 n}}, \eta_{1}, \ldots, \eta_{3 n}\right) d t
\end{aligned}
\]

если только предположить, что обе части, $S_{1}, S_{2}$, подобно полной главной функции $S$ подобраны так, чтобы они исчезали со временем.

Это общее и строгое преобразование представляет общий метод усовершенствования приближенного выражения главной функции $S$ в любой задаче динамики, так как если часть $S_{1}$ является таким приближенным выражением, то остающаяся часть, $S_{2}$, будет мала, а однородная функция $F$, включающая квадраты и произведения производных этой малой части во втором определенном интеграле (E), будет вообще также мала и более высокого порядка малости. Поэтому мы можем в общем пренебречь этим вторым определенным интегралом при переходе ко второму приближению и улучшить первое приближенное выражение $S_{1}$ путем прибавления к нему следующей поправки :
\[
\Delta S_{1}=\int_{0}^{t}\left\{-\frac{\delta S_{1}}{\delta t}+U\left(\eta_{1}, \ldots, \eta_{3 n}\right)-F\left(\frac{\delta S_{1}}{\delta \eta_{1}}, \ldots, \frac{\delta S_{1}}{\delta \eta_{3 n}}, \eta_{1}, \ldots, \eta_{3 n}\right)\right\} d t ;
\]

при вычислении этого определенного интеграла мы можем восіользоваться следующими приближенными формами для интегралов уравнений движения :
\[
p_{1}=-\frac{\delta S_{1}}{\delta e}, p_{2}=-\frac{\delta S_{1}}{\delta e_{2}}, \ldots, p_{3 n}=-\frac{\delta S_{1}}{\delta e_{3 n}},
\]

выражая при их помощи сперва переменные $\eta_{i}$ как функции времени и $6 n$ постоянных $e_{i}, p_{i}$ и затем исключив после интегрирования $3 n$ величин $p_{i}$ при помощи тех же приближенных формул. Когда же мы получим таким образом улучшенное выражение или второе приближенное значение $S_{1}+\Delta S_{1}$ для главной функции $S$, оно может быть подобным же образом подставлено вместо первого приближенного значения $S_{1}$, с тем чтобы получить еще большее приближение ; этот процесс можно повторять бесконечно.

Аналогичный процесс можно применить для бесконечного улучшения первого приближенного выражения функций $Q$ или $V$.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru