Пред.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 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 ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
Мы переходим теперь к движению точки, притягиваемой двумя нешодвижными центрами. Ограничимся сначала тем случаем, когда движение происходит в плоскости, что будет всегда иметь место, если направление начальной скорости лежит в одной плоскости с прямой, соединяющей неподвижнье центры. эту прямую возьмем за ось ге พมก1 По основному свойству эллинса кроме того подетановка дает, как мы знаем, уравнение поәтому будем иметь: Њсли подетавить эти выражения в силовую функцию Если нодетавим то значение и так как, введя произвольную постоянную то нодучим: Еели мы хотим телерь’ избавиться от иррациональности под знаком квадратного корня. тn полатаем и получаем: Из равенства (4) получатся интегральные уравнения в форме: Лагранж в первом томе туринских мемуаров старанея найти такисилы, которые можно присоединить в притяжению в двум неподвижным центрам, чтобы эйлерово решение задачи продолжало иметь место. Хотя это исследование не иривело ни к какому существенному результату, тем не менее оно представляет огромный интерес и притом не только при тогдапнеи состоянии најки, но и в настоящее врен. Син, которую можно присоединить согласно Лагранж, есть прияжение, направленное х точке, гежащей посредине между ббоими нешодвияными центрами и пропорииопалное расстоянию. Это вполне согласуетея с тем, что мы нашли пля кратчайпей линии на аллипсоде. Действитепно, багодаря этой силе в сиювую фуніцию войдет член следовательно в правую часть уравнения в частных проивводных, т. е. в Iри помощи вышенаписанных формул мы решили нолностью задачу шритяжения точки к двум нешодвижным цештрам, когда движение происходит в плоскости; теперь остается только свести более общий случай к этому. Это достигается при помощи принципа площадей. Чтобы рассмотреть задачу в ее наибольшей обпности, мы предположим. что точка притягивается не, двумя, а произвольным числом пеподвнжных. центров, лежащих на одной прямой. В этом случае, и даже в более общем, когда присоединяется еще постоянная сила, параллельная той же прямой; имеет место принци площадей по отношению к плоскости, церпендикулярной 巨 этой црямой. Если теперь начальная скорость движущейся точки лежит в одной плоскости с этой прямой, то всё движение происходит в этой плоскости, и нет необходимости приненять теорему площадей. Напротив, если начальная скорость не лежит в одной плоскости с той прямой, то точка описывает кривую двоякой кривизны. Іри этом очень выгодно разложить движение на два; в самом деле, предположим, что через точку и терез прямую, содержащую центры, проведена плоскость; предетавим себе, что эта плокость вращается вогруг прямой и кроме того точка двигается по врацающейся плоскости. Эжо разложение, которое возможно при всех обстоятельствах, в общем случае не дает пикакого ущрощения, но в рассматриваемом случае можно, благодаря принциу площадей, совершенно отделить движение точки в пооскости от вращательного движения, так что мы разыскиваем сначала движение точки по плоскости, а шоеле того как оно найдено, получаем простой квадратурой угол вращения этой плоскости (отечитанный от некоторого определенного ее положения). Дифференциальные уравнения движения точки но вращающейся илоскости отличаются, как мы увидим, от дифференциальных уравнений, получаемых, когда движение вообще остается илоским, тодько тем, что присоединяетея член, пропорциональный тогда имеет место условное уравнение Это уравнение, которое говорит, что сплы Чтобы теперь отделить движение точки в плоскости, проходящей через ось так что Два последние члена, будучи соединены в один, даюл: откуда, па основании известной формулы подучаем: восподьзвавиись теперь теоремой площадей, окончательно получаем выра-женне Таким образои мы имеем уравнение: Пусть теперь и ноэтому Таким образом мы получим оба уравнения движения точки по вращающейся плоскости в виде Так как теперь в расматриваемом нами случае силы совершенно не зависят от угла врацения так что ; определитея формулой Слецовательно мы свели первоначальную систему дифференциальных уравнений шестого порядка в Если мы знаем два интеграла этой системы, то третий получим по принипу последнего множителя, а после этого найдем время помощью одной квадратуры. Если например все переменные Чтобы тешерь шолностью решить задачу, нужно только знать цви интеграла системы третьего порядка (7). Но один из этих интегралов дает теорема живой силы, которая, как известно, всегда имеет место при притяжениях к неподвижным центрам и при взаимных притяжениях. В самом деле, в уравнении цоложим цля рассматриваемого случая данее имеем йи, таљ как по принциџу площадей и следовательно получим: жо и есть интегральное уравнение снстемы (7). Если имеются только два неподвижных центра, то мы пайдем это интегральное уравнение по методу, изложеншому в начале этой лекции. Координаты Для того чтобы дифференциальное уравнение (1), после присоединения этого члена к силовой функции, можно было бы всё же интегрировать по прежнему методу, этот член должен допускать приведение к форме и это на самом деле имеет место, так как согласно равенству (2) и разложением на простейшие дроби получим: Таким образом к правой части уравнения (3) или, что то же, к н поэтому мы получим тешерь следующее уравнение в частных процвводных: Из этого уравнения получится: к отсюда дифференцированием по постоянной Это есть уравнение кривой, которую описывает движущаяся точка на вращающейся плоскости. Теперь нам остается еще ощределить угол вращения ; при этом нам встретится некоторое затруднение. Именно, если мы выразим дифференциал в величинах вместо не дает непосредственно полного дифференциала и может быть превращено в таковой только с помощью имеющего место для переменных Этой трудности можно избежать, если задачу шритяжения к двум неподвижным центрам полностью свести также для пространства к уравнению в частных проивводных, не входя в частные рассмотрения. Обпий вид уравнения в частіых производных ді свободного движения, когда имеет место теорема живой снлы, есть Если мы вместо то получим: Так как в те и уравнение в частных производных дая 才то дифференцильное уравнение совпадает в точности с тен, которое мы получили выше приведением движения в пространстве к движению по вращающейся плоскости; так как проивведенное там рассмотрение ноказало, что от из которых первое то же самое, которое ми уже нашли выше, в то время ґак второе дает значение где а время выразится ири помощи уравнения Шосле выполнения дифференцирований мы получаем следующие готовые формулы Здесь можек так же, как это было сделано выше, устранить иррациональность под знаком квадратного корня, вводя вместо
|
1 |
Оглавление
|