
- •§5. Задание движения материальной точки в криволинейных координатах
- •7º. Союзная система координат и ее связь с основной. Ковариантные координаты вектора
- •7.3. Союзная система координат и ее связь с основной
- •7.3.1. Понятие союзной системы координат
- •7.3.2. Связь между матрицами и
- •8º. Скорость точки в криволинейной системе координат. Лемма Лагранжа
- •8.1. Понятие обобщенной скорости точки
- •8.2. Связь скорости точки и ее координат с обобщенными скоростями
- •8.2.1. Связь скорости с обобщенными скоростями точки
- •8.2.2. Связь контравариантных координат скорости с обобщенными скоростями
- •8.2.3. Связь ковариантных координат скорости с обобщенными скоростями
- •8.3. Функция и ее свойства
- •8.4. Понятие производной от функции вдоль движений точки
- •8.5. Лемма Лагранжа
- •9º. Ускорение точки в криволинейных координатах. Теорема Лагранжа
- •9.3. Ковариантные координаты ускорения точки
- •Дополнения к лекции 4 по главе 1 «Кинематика точки»
- •1. Дополнения к §5
- •§5. Задание движения материальной точки в криволинейных координатах
- •1.1. Дополнение 1 к §5
- •7º. Союзная система координат и ее связь с основной. Ковариантные координаты вектора
- •1.2. Дополнение 2 к §5
- •8º. Скорость точки в криволинейной системе координат. Лемма Лагранжа
- •8.6. Вывод второй формулы для расчета ковариантных координат скорости
- •8.7. Связь декартовых координат скорости с обобщенными скоростями точки
- •1.3. Дополнение 3 к §5
- •9º. Ускорение точки в криволинейных координатах. Теорема Лагранжа
- •9.1. Ускорение в декартовых координатах
- •9.2. Связь контравариантных координат ускорения с его декартовыми координатами
- •2. Дополнения к главе 1 «Кинематика точки»
- •2.1. Дополнение 1 к главе 1
- •§6. Кинематические характеристики точки в цилиндрических координатах.
- •Вычислим базис криволинейных координат в произвольной точке
- •Вычислим ускорение в проекциях на орты .
- •2.2. Дополнение 2 к главе 1
- •§7. Кинематические характеристики точки в сферических координатах.
- •Вычислим базис основной системы координат
- •6. Подстановка в соотношения
Вычислим базис основной системы координат
,
.
Коэффициенты
Ламе
будут выражаться через криволинейные
координаты
по формулам:
;
;
.
А тогда
,
,
Легко показать, что
,
,
,
т.е. сферическая система координат — ортогональная.
Вычислим скорость в проекциях на орты
, т.е. вычислим ковариантные координаты
скорости .
Поскольку сферическая система координат ортогональная, то
,
,
,
.
Из этих соотношений легко находятся направляющие косинусы в системе :
,
,
.
Вычислим ускорение в проекциях на орты , используя формулу Лагранжа.
Для этого построим :
.
Тогда
,
.
Отсюда, применяя формулу Лагранжа, находим
. (1.7.1)
Аналогично
для
получаем
,
,
(1.7.2)
В
свою очередь для
будем иметь
,
,
(1.7.3)
5.
Подстановкой (1.7.1),
(1.7.2), (1.7.3) в формулу
можем выписать выражение
для модуля ускорения
.
6. Подстановка в соотношения
,
,
дает
зависимости направляющих косинусов
вектора
в системе
от криволинейных координат
,
обобщенных скоростей
и обобщенных ускорений
.