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 ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
Нерелятивистская трактовка.При описании поведения так называемых сплошных сред — упругих тел, жидкостей и газов внимание фиксируется не на индивидуальных частицах, а на некотором выделенном элементе объема. С течением времени одни частицы попадают в этот объем, а другие его покидают. Движение каждой молекулы подчиняется общим законам механики, однако важно сформулировать эти законы так, чтобы в них входили не точечные массы и их положения, а локальные плотности массы, импульса и т. д. „Элемент объема должен содержать достаточно большое количество отдельных частиц, чтобы средние значения имели смысл и являлись разумными непрерывными функциями четырех координат: х, у, z и t. Предположим, что можно определить локальные средние плотность и скорость. Вначале будем придерживаться нерелятивистской точки зрения. Обозначим плотность через
Это уравнение, уравнение непрерывности, выражает закон сохранения массы. Чтобы получить уравнения движения, введем понятия «частного» («локального») и «полного» («материального») дифференцирования по времени. Рассмотрим некоторую характеристику среды производную, обозначаемую через Последняя связана с частной производной соотношением
Обозначим силу, действующую на единичный объем материи, через
или, используя (8.2), получим:
Левую часть можно преобразовать к виду:
В силу уравнения непрерывности (8.1) выражение в квадратных скобках обращается в нуль, и мы имеем
Сами силы могут быть двух типов. Во-первых, среда может подвергаться действию гравитационных, электрических или тому подобных полей, в которых сила, действующая на заданный бесконечно малый элемент объема, пропорциональна его величине. Такие силы называются «объемными силами". Будем обозначать их через площади соприкосновения этих объемов. Такие силы называются поэтому „поверхностными силами". Компоненты поверхностной силы
где вектор
В противном случае момент количества движения изолированного тела
где интегрирование производится по объему тела). Сила, действующая на материю, заключенную в конечном объеме, равна:
где
Таким образом, для плотности силы получаем:
Сравнивая последнее уравнение с (8.5), получим нерелятивистские уравнения движения:
Эти три уравнения вместе с уравнением непрерывности (8.1) определяют поведение сплошной среды под действием напряжений и других сил. Кроме того, существует закон сохранения энергии, согласно которому изменение энергии в элементе объема определяется балансом потока энергии, протекающего через этот элемент. Поведение механической системы может быть полностью определено только в том случае, если известны
|
1 |
Оглавление
|