Главная > Динамика систем твердых тел
<< 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

4.1.3. Решение уравнений движения Эйлера

Эйлер дал следующую замкнутую форму решения динамических уравнений движения. Прежде всего уравнения (4.5) и (4.6) разрешаются относительно о и соответственно как функции от

В этих выражениях суть неотрицательные постоянные

которые удовлетворяют соотношению

Подстановка уравнений (4.9) во второе из уравнений (4.2) и разделение переменных дают

где — сокращенное обозначение результирующего знака двух квадратных корней. Этот знак будет определен позднее. Интеграл

в левой части представляет собой эллиптический интеграл первого рода. При приведении его к нормальной форме Лежандра следует различать три случая:

Случаи (а) и (в) соответствуют полодиям, которые охватывают оси соответственно, а случай — сепаратрисам (см. рис. 4.1). Рассмотрим сначала случай (а). Уравнение (4.10) можно переписать в виде

или

где

Решение имеет вид или

(относительно эллиптических интегралов и эллиптических функций Якоби см. Тёльке [7]). При подстановке его в уравнения (4.9) и использовании соотношений решения для и получаем в виде

Символы обозначают пока еще неопределенные знаки соответствующих квадратных корней. Недостающие соотношения между найдем при подстановке уравнений (4.12) и (4.13) во второе из уравнений (4.2). Принимая во внимание соотношение получаем или

Возможны только четыре комбинации знаков, удовлетворяющие этому соотношению. Этот результат находится в соответствии с тем фактом, что для каждого значения параметра существуют две разделяющие полодии и что на каждой из них проходит через нуль в двух различных точках (см. рис. 4.1,г).

Случай для рассматривается аналогично. Результат приводит к выражениям

с модулем и аргументом

Знаки опять удовлетворяют соотношению (4.14).

Нет необходимости интегрировать случай так как решения для случаев (а) и (в) сходятся в пределе при к одному и тому же результату

который, следовательно, представляет собой решение для случая Эти формулы показывают, что изменение вдоль сепаратрис является апериодическим. При т. е. при стремятся к нулю, а асимптотически приближается к значению Это движение представляет собой перманентное вращение вокруг оси

Задача

(см. скан)

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru