
МММСС (От Кувыркина Г.Н.) / 1212
.pdf
21
GDE IV(e) | INTENSIWNOSTX OB_EMNYH ISTO^NIKOW \LEKTRI^ESKOGO ZARQDA. tAK KAK URAWNENIQ (10) SPRAWEDLIWY DLQ SREDY, NEPODWIVNOJ OTNOSITELXNO WYBRANNOJ SISTEMY KOORDINAT, TO PRIMENENIE (31) TAKVE OGRANI^ENO \TIM SLU^AEM. pUSTX M¤ 2 S¤ ½ V0 | NEKOTORAQ TO^KA NA POWERHNOSTI S¤ SILXNOGO RAZRYWA OTNOSITELXNO FUNKCIJ, WHODQ]IH W (31) I (32). dLQ SREDY W SOPUTSTWU@]EJ DLQ TO^KI M¤ 2 S¤ SISTEME
KOORDINAT S U^ETOM ZAKONOM oMA POLU^IM
[j(e) ¢ n¤] + |
@ ½e |
= 0; [D ¢ n¤] = ½e; [B ¢ n¤] = 0 NA S¤; (33) |
@t |
GDE ½e | POWERHNOSTNAQ PLOTNOSTX \LEKTRI^ESKIH ZARQDOW, RASPOLOVENNYH NA S¤ W OKRESTNOSTI TO^KI M¤ 2 S¤, A SIMWOL [¢] OBOZNA^AET SKA^OK ZNA^ENIJ FUNKCII PRI PEREHODE W TO^KE M¤ 2 S¤ ^EREZ POWERHNOSTX S¤ W NAPRAWLENII, PROTIWOPOLOVNOM EDINI^NOMU WEKTORU n¤(M¤) NORMALI K \TOJ POWERHNOSTI.
pROWEDEM K POWERHNOSTI S¤ KASATELXNU@ W TO^KE M¤ 2 S¤ W NAPRAWLENII EDINI^NOGO WEKTORA t¤ I WYBEREM W KA^ESTWE POWERHNOSTI SL U^ASTOK PLOSKOSTI, SODERVA]EJ WEKTORY n¤ I t¤ I OGRANI^ENNOJ PRQMOUGOLXNYM KONTUROM L0 PROTQVENNOSTX@ 2h W NAPRAWLENII EDINI^NOGO WEKTORA n¤ (RIS. 0.6). oBHOD \TOGO KONTURA PROTIW HODA ^ASOWOJ STRELKI BUDET SOOTWETSTWOWATX SLEDU@]EMU USLOWI@: WEKTORY n¤, t¤ I EDINI^- NYJ WEKTOR n NORMALI K SL OBRAZU@T PRAWU@ TROJKU WEKTOROW, T. E. n = n¤£t¤. pRI h ! 0 INTEGRALY PO SL W (31) TAKVE STREMQTSQ K NUL@, I PRI POSLEDU@]EM STQGIWANII KONTURA L0 W TO^KU M¤ DLQ PROIZWOLXNOGO NAPRAWLENIQ KASATELXNOGO WEKTORA t¤ PRI OTSUTSTWII POWERHNOSTNYH TOKOW POLU^AEM
[E ¢ t¤] = 0; [H ¢ t¤] = 0: |
(34) |
rIS. 0.6
uSLOWIQ (33) I (34) SPRAWEDLIWY W SLU^AE NEPODWIVNOJ OTNOSITELXNO SOPUTSTWU@]EJ DLQ TO^KI M¤ 2 S¤ SISTEMY KOORDINAT. pRI

22
SRAWNITELXNO MEDLENNOM OTNOSITELXNO \TOJ SISTEMY KOORDINAT DWIVENII SREDY WEKTORY, WHODQ]IE W (33) I (34), MOVNO PREOBRAZOWATX W SOOTWETSTWII S (25). iZ (25) SLEDUET, ^TO ESLI WEKTORY SKOROSTI SREDY NA OBEIH STORONAH POWERHNOSTI S¤ PERPENDIKULQRNY S¤ W TO^- KE M¤ 2 S¤, TO NE IZMENQTSQ DWA POSLEDNIH USLOWIQ (33), A ESLI \TI WEKTORY KASATELXNY K S¤ W \TOJ TO^KE, TO NE IZMENQTSQ PERWOE USLOWIE
(33) I USLOWIQ (34).
uSTANOWLENNYE USLOWIQ NA POWERHNOSTI RAZRYWA DA@T POLEZNU@ INFORMACI@ DLQ KORREKTNOJ FORMULIROWKI GRANI^NYH USLOWIJ PRI POSTROENII mm \LEKTRODINAMIKI W OBLASTQH NEPRERYWNOGO IZMENENIQ ISKOMYH FUNKCIJ I IH PROIZWODNYH. w ^ASTNOSTI, IZ (33) I (34) SLEDUET, ^TO DLQ URAWNENIJ mAKSWELLA (10) W SO^ETANII S (11) NA GRANICE OBLASTI MOVNO ZADATX PROEKCII WEKTOROW D, B, j(e) NA NORMALX K \TOJ GRANICE I PROEKCII WEKTOROW E I H NA NAPRAWLENIE KASATELXNOJ K NEJ.
4. mODELI MAGNITNOJ GIDRODINAMIKI
pRI POSTROENII MATEMATI^ESKIH MODELEJ (mm) MAGNITNOJ GIDRO-
DINAMIKI OBY^NO NE U^ITYWA@T \LEKTRI^ESKU@ POLQRIZACI@ I NAMAGNI^ENNOSTX DWIVU]EJSQ \LEKTROPROWODQ]EJ SPLO[NOJ SREDY, T. E. DLQ WEKTOROW \LEKTRI^ESKOGO SME]ENIQ I MAGNITNOJ INDUKCII PRINIMA@T D = "0E I B = ¹0H, GDE E I H | WEKTORY NAPRQVENNOSTI \LEKTRI- ^ESKOGO I MAGNITNOGO POLEJ, A "0 I ¹0 | \LEKTRI^ESKAQ I MAGNITNAQ POSTOQNNYE. kROME TOGO, ZAKON oMA PREDSTAWLQ@T W GALILEEWOM PRI-
BLIVENII W WIDE TRETXEGO RAWENSTWA (26). tOGDA PRI PODSTANOWKE \TOGO RAWENSTWA W TRETXE URAWNENIE (28) POLU^IM
1 @E0 |
|
r£B = c2 @t + ¾(e)¹0(E + v£B) + ¹0½ev; |
(35) |
GDE r | DIFFERENCIALXNYJ OPERATOR gAMILXTONA; E0 | WEKTOR NA-
PRQVENNOSTI \LEKTRI^ESKOGO POLQ W SOPUTSTWU@]EJ SISTEME KOORDI-
NAT; t | WREMQ; c = 1=p"0¹0 | SKOROSTX SWETA W WAKUUME; ¾(e) | \LEKTRI^ESKAQ PROWODIMOSTX; ½e | OB_EMNAQ PLOTNOSTX \LEKTRI^E-
SKOGO ZARQDA; v | WEKTOR SKOROSTI SREDY OTNOSITELXNO INERCIALXNOJ SISTEMY KOORDINAT.
w SLU^AE SILXNO IONIZIROWANNYH GAZOW \LEKTRI^ESKAQ PROWODIMOSTX WELIKA I SOPOSTAWIMA S \LEKTRI^ESKOJ PROWODIMOSTX@ METALLOW. pO- \TOMU PERWYM SLAGAEMYM W PRAWOJ ^ASTI (35) MOVNO PRENEBRE^X PO SRAWNENI@ SO WTORYM, A PRI MEDLENNOM DWIVENII SREDY DOPUSTIMO PRE-
NEBRE^X I TRETXIM SLAGAEMYM. tOGDA IZ (35) SLEDUET E = r£B ¡v£B
¾(e)¹0

23
I POSLE PODSTANOWKI \TOGO WYRAVENIQ W PERWOE URAWNENIE (10) POLU^IM
URAWNENIE MAGNITNOJ INDUKCII
@B |
= r£(v£B) ¡ r£(ºmr£B); |
(36) |
@t |
GDE ºm = 1=(¾(e)¹0) | MAGNITNAQ WQZKOSTX, RAZMERNOSTX KOTOROJ SOWPADAET S RAZMERNOSTX@ KINEMATI^ESKOJ WQZKOSTI SREDY. bEZRAZMERNYJ PARAMETR Rem = v0L0=ºm, GDE v0 I L0 | HARAKTERNYE DLQ RASSMATRIWAEMOGO PROCESSA ZNA^ENIQ SKOROSTI I LINEJNOGO RAZMERA,
NAZYWA@T MAGNITNYM ^ISLOM rEJNOLXDSA. pRI Rem À 1 W PRAWOJ ^ASTI (36) MOVNO PRENEBRE^X WTORYM SLAGAEMYM.
w SLU^AE WQZKOJ SVIMAEMOJ VIDKOSTI W PRAWU@ ^ASTX (27) SLEDUET DOBAWITX SLAGAEMOE r ¢ ¾b(D), GDE ¾b(D) | TENZOR WQZKIH NAPRQVENIJ, A WEKTOR OB_EMNOJ PLOTNOSTI SILY lORENCA W SOOTWETSTWII S PRINQTYM WY[E PRIBLIVENIEM j(e) = r£H PREDSTAWITX W WIDE b(L) = j(e)£B =
=(r£B)£B=¹0. tAKIM OBRAZOM, S U^ETOM RAWENSTWA (r£B)£B =
=(B ¢ r)B ¡ 12 r(B ¢ B) ZAKON SOHRANENIQ KOLI^ESTWA DWIVENIQ PRI-
MET FORMU
½ |
dv |
= ¡rp + r ¢ ¾b(D) + b + |
1 |
(B ¢ r)B ¡ |
1 |
r(B ¢ B); (37) |
dt |
¹0 |
2¹0 |
GDE ½ | PLOTNOSTX; p | DAWLENIE; b | WEKTOR PLOTNOSTI OB_EMNYH SIL (ZA ISKL@^ENIEM PONDEROMOTORNYH SIL).
rASSMOTRIM USTANOWIW[EESQ DWIVENIE \LEKTROPROWODQ]EJ WQZKOJ NESVIMAEMOJ VIDKOSTI PLOTNOSTX@ ½ = const S PRQMOLINEJNYMI LI- NIQMI TOKA, ^TO SOOTWETSTWUET TE^ENI@ W TRUBAH I KANALAH.
pOLOVIM, ^TO WEKTORY v I B NE IZMENQ@TSQ WDOLX LINIJ TOKA,
KOTORYE S^ITAEM PARALLELXNYMI OSI Ox1, T. E. v = v1e1, |
@v1 |
´ 0, |
@B1 |
´ 0 |
|
@x1 |
|
@x1 |
|||
I v2 = v3 = 0, GDE vi I Bi | PROEKCII \TIH WEKTOROW |
NA OSI |
Oxi |
PRQMOUGOLXNOJ SISTEMY KOORDINAT Ox1x2x3 S REPEROM feig, i = 1; 2; 3. tOGDA IZ (37) PRI b = 0, U^ITYWAQ RAWENSTWO ¾ij = ¡p±ij + 2¹D Vij, DLQ
NESVIMAEMOJ VIDKOSTI POLU^IM |
|
|
´ |
+ ¹D³ |
@x22 |
+ @x32 |
´;9 |
|
|||||||||||
@x1 = |
¹0 ³B2 |
@x2 + B3 |
@x3 |
|
|||||||||||||||
|
@p¤ |
= |
1 |
|
B2 |
@B1 |
+ B3 |
@B1 |
; |
@2v1 |
|
@2v1 |
> |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
¤ |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
@p |
|
|
1 |
|
|
@B |
|
@B |
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
@p¤ |
= |
1 ³B2 |
@B3 |
+ B3 |
@B3 ´; |
|
|
|
|
> |
(38) |
|||||||
|
|
|
|
|
> |
|
|||||||||||||
@x2 |
|
¹0 |
|
|
@x2 |
|
@x3 |
|
|
|
|
|
|
> |
|
||||
|
|
|
|
|
³ |
|
|
|
|
|
´ |
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
@x3 |
|
¹0 |
|
|
@x2 |
|
@x3 |
|
|
|
|
|
|
> |
|
||||
|
|
|
2 |
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
B1 + B2 |
+ B3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
||||
GDE p¤ = p + |
|
|
|
|
|
|
; ¹D | DINAMI^ESKAQ |
WQZKOSTX VIDKOSTI. |
|||||||||||
|
|
2¹0 |
|
|

24
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
@B2 |
|
|
@B3 |
|
||||
u^ITYWAQ WTOROE URAWNENIE (28) W WIDE r ¢ B = |
|
|
|
+ |
|
|
= 0 I RA- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
@x2 |
|
@x3 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
r £ mr £ |
|
|
|
|
|
|
¡ mr |
|
|
|
|
|
|
¡ |
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¢ |
|
|
|
|
|
|
@v1 |
|
|
@v1 |
|
|||||||||||||||||||
WENSTWA |
|
(v1e1 |
|
B) = r £ v1(B2e3 ¡ B3e2) |
= |
|
B2 |
@x2 |
|
+ B3 |
@x3 |
e1 I |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
(º |
r £B) = |
£º |
|
|
|
2B PRI º |
|
|
|
= const, IZ (36)³POLU^AEM |
´ |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
B2 |
@v1 |
+ B3 |
@v1 |
|
+ ºm |
@2B1 |
+ |
@2B1 |
= 0; |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
@ B2 |
|
|
|
@ B2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
@ B3 |
|
|
@ B3 |
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
= 0; |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
= 0: |
|
|
> |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
(39) |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
@x2 |
|
|
2 |
|
|
@x3 |
|
|
|
|
|
³ @x22 |
2 |
@x32 ´ |
|
|
|
9 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
@x22 |
|
|
|
|
@x32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
@x22 |
|
|
|
|
@x32 |
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
fUNKCIQ Ã |
m |
(x ;x ), OPREDELQEMAQ SOOTNO[ENIQMI |
|
> |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B2 = ¡ |
@Ãm |
|
; B3 = |
@Ãm |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(40) |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
@x3 |
@x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
TOVDESTWENNO UDOWLETWORQET WTOROMU URAWNENI@ (28), A IZ WTOROGO I |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
TRETXEGO URAWNENIJ (39) SLEDUET |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
@ |
|
|
|
@2Ãm |
|
|
@2Ãm |
|
|
|
|
|
@ @2Ãm |
@2Ãm |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
³ |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
´ = |
|
|
|
³ |
|
|
|
+ |
|
|
´ = 0; |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
@x2 |
|
|
@x22 |
|
|
@x32 |
|
@x3 |
|
@x22 |
|
@x32 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
T. E. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
@2Ãm |
|
@2Ãm |
|
|
|
@B3 |
|
|
|
|
@B2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
+ |
|
|
|
= |
|
|
¡ |
|
|
|
= e1 ¢ (r£B) = sm¹0 = const: |
(41) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
@x22 |
@x32 |
|
|
|
@x2 |
|
@x3 |
kONSTANTA Cm W SOOTWETSTWII S PRINQTYM PRIBLIVENIEM j(e) = r£B=¹0 PROPORCIONALXNA PROEKCII j1(e) = j(e) ¢e1 WEKTORA j(e) NA OSX Ox1 I DOLVNA BYTX ZADANA S U^ETOM GRANI^NYH USLOWIJ PRI x1 ! §1. pRI TE^ENII VIDKOSTI W TRUBE ILI KANALE NA KONTURE IH POPERE^NOGO SE^ENIQ MOGUT BYTX ZADANY ZNA^ENIQ PROEKCII Bn WEKTORA B NA NAPRAWLENIE NORMALI K KONTURU, ^EREZ KOTORYE MOVNO WYRAZITX GRANI^NYE ZNA^E- NIQ FUNKCII Ãm I ZATEM RE[ITX OTNOSITELXNO Ãm URAWNENIE pUASSONA, SLEDU@]EE IZ RAWENSTWA (41), ^TO POZWOLIT IZ (40) NAJTI B2 I B3.
wTOROE I TRETXE URAWNENIQ (38) MOVNO PRIWESTI K WIDU
|
@p¤ |
|
1 |
|
µ |
@(B22 + B32) |
¡ 2B3³ |
@B3 |
|
@B2 |
´¶; |
||||||||||||||||
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¡ |
|
|
|||||||||||
@x2 |
2¹0 |
|
@x2 |
@x2 |
@x3 |
||||||||||||||||||||||
|
|
@p¤ |
|
1 |
|
µ |
@(B22 + B32) |
+ 2B2³ |
@B3 |
|
@B2 |
´¶: |
|||||||||||||||
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
¡ |
|
|
|||||||||||||
|
@x3 |
2¹0 |
|
@x3 |
@x2 |
@x3 |
|||||||||||||||||||||
eSLI OBOZNA^IM p |
¤ |
= p + |
B12 |
, TO IZ POSLEDNIH DWUH URAWNENIJ S U^ETOM |
|||||||||||||||||||||||
2¹0 |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
@p¤ |
@Ãm |
@p¤ |
|
|
|
@Ãm |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
(40) I (41) POLU^IM |
|
= ¡Cm³ |
|
|
´, |
|
= ¡Cm³ |
|
´ I |
||||||||||||||||||
@x2 |
@x2 |
|
@x3 |
@x3 |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p¤ = ¡CmÃm(x2;x3) + f(x1): |
|
|
(42) |

25
tAK KAK B1, Ãm I @p¤ (W SILU PERWOGO URAWNENIQ (38)) NE ZAWISQT OT
@x1
x1, TO @2p = @2p¤ = d2f = 0. sLEDOWATELXNO, f(x1) = C1x1 + C2, PRI^EM
@x21 @x21 dx21
KONSTANTY C1, C2 MOGUT BYTX NAJDENY IZ ZADANNYH GRANI^NYH USLOWIJ DLQ DAWLENIQ p.
~TOBY ISPOLXZOWATX (42) DLQ NAHOVDENIQ DAWLENIQ, NEOBHODIMO PRI IZWESTNYH B2 I B3 PREDWARITELXNO NAJTI FUNKCII B1(x2;x3) I
v1(x2;x3) IZ SOWMESTNOGO RE[ENIQ PERWOGO URAWNENIQ (38), POLOVIW |
||||||||||||||||||||||||||||
|
@p¤ |
= C1, I PERWOGO URAWNENIQ (39). wWEDQ NOWYE PEREMENNYE y1 = |
||||||||||||||||||||||||||
|
@x1 |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= v1 + B1=¯¤ I y2 = v1 |
¡ |
B1 |
=¯¤, GDE ¯¤ = |
|
|
|
|
¹0¹D=ºm |
, \TI URAWNENIQ |
|||||||||||||||||||
MOVNO PRIWESTI K WIDU |
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
@y1 |
|
@y1 |
|
@2y1 |
|
@2y1 |
|
C1 |
|||||||||||||||||
|
|
B2 |
|
|
+ B3 |
|
|
+ ¯¤ºm³ |
|
|
+ |
|
|
|
´ = ¹0 |
|
|
; |
|
|||||||||
|
|
@x2 |
@x3 |
@x22 |
|
@x32 |
¯¤ |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
@y2 |
|
|
@y2 |
|
|
@2y2 |
|
|
|
@2y2 |
|
|
C1 |
|||||||||||
|
|
¡B2 |
|
¡ B3 |
|
+ ¯¤ºm³ |
|
|
+ |
|
|
´ = ¹0 |
|
; |
||||||||||||||
|
|
@x2 |
@x3 |
@x22 |
|
@x32 |
¯¤ |
T. E. FUNKCII y1 I y2 MOVNO NAJTI NEZAWISIMO, ESLI DLQ KAVDOJ IZ NIH ZADANY SWOI GRANI^NYE USLOWIQ.
rASSMOTRIM PROSTEJ[IJ SLU^AJ TE^ENIQ S PRQMOLINEJNYMI LINIQMI TOKA MEVDU DWUMQ PARALLELXNYMI PLOSKOSTQMI, KOTOROE MOVET BYTX WYZWANO ILI PEREPADOM DAWLENIQ WDOLX OSI Ox1, ILI DWIVENIEM SAMIH PLOSKOSTEJ (TE^ENIE kU\TTA). oSX Ox2 NAPRAWIM PERPENDIKULQRNO PLOSKOSTQM, RASSTOQNIE MEVDU KOTORYMI 2h. pUSTX WSE WHODQ]IE W POSLEDNIE URAWNENIQ FUNKCII NE ZAWISQT OT x3, B3 = 0 I ZADANO B2 = = B0 = const. tOGDA \TI URAWNENIQ PRINIMA@T WID
d2y1 |
|
dy1 |
|
|
|
|
|
d2y2 |
|
dy2 |
|
|
|
|||
|
|
+ k1 |
|
|
+ k2 = 0; |
|
|
¡ k1 |
|
|
+ k2 = 0; |
|
||||
|
dx22 |
dx2 |
|
|
dx22 |
dx2 |
|
|||||||||
GDE k1 = B0=(¯¤ºm) I k2 = ¡C1=¹D, I IME@T OB]IE RE[ENIQ |
|
|||||||||||||||
|
y1 |
(x2) = ¡k1 x2 + C10 |
exp(¡k1x2) + C100;9 |
(43) |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
k2 |
e |
|
|
|
|
|
e |
> |
|
|
|
|
|
|
|
k2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
||
|
y2 |
(x2) = |
|
|
x2 + C20 exp(k1x2) + C200: |
|
= |
|
||||||||
|
k1 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
e |
|
|
|
e |
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
wSE OSTALXNYE FUNKCII, HARAKTERIZU@]IE TE^ENIE VIDKOSTI, MOVNO
WYRAZITX ^EREZ y1 I y2: v1 = |
y1 + y2 |
, B1 = |
¯¤(y1 ¡ y2) |
, j1(e) = |
|
|
1 |
|
@B1 |
= |
|||||||||||||||||
|
¹ |
|
|
@x |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
³ |
|
´ |
|||||
|
¯ |
|
@(y1 |
¡ |
y2) |
|
|
@B1 |
|
|
|
¹0ºm |
|
@p |
|
|
|
B00 |
|
2 |
|||||||
= |
|
¤ |
|
|
I E3 |
= ºm |
|
+ v1B2 |
= |
|
|
|
|
+ (C00 |
+ C00) |
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|||
2¹0 |
|
|
@x2 |
B0 |
|
@x1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
@x2 |
|
|
|
|
|
|
|
e1 |
e2 |
|
|
|
|
|
|
|

26
dLQ TE^ENIQ, WYZWANNOGO PEREPADOM DAWLENIQ, PRIMEM B1 = 0 PRI x2 = §h. tAK KAK v1 = 0 PRI x2 = §h, TO I y1 = y2 = 0. tOGDA W (43)
C0 |
= C0 = |
|
|
k2h |
|
|
|
|
, C |
00 = C00 |
= |
|
|
|
C0 |
ch(k1h) I W ITOGE |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
¡k1 sh(k1h) |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
|
2 |
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
¡ 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
e |
e |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y1e+ y2 |
e |
k2h |
(ch(k h) |
|
|
ch(k x )) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e |
|
1 |
|
|
¡ |
|
|
1 2 |
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
v |
1 |
= |
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k1 shk1h |
|
|
|
|
|
(44) |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y2 |
|
|
|
|
k2x2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
B1 |
|
|
|
|
y1 |
|
|
|
|
|
|
k2h sh(k1x2) |
|
|
|
> |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
¡ |
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
: |
|
|
= |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
¯¤ |
|
|
2 |
|
|
¡ k1 |
|
|
k1 sh(k1h) |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
x2 |
|||
|TO RE[ENIE MOVNO PREDSTAWITX ^EREZ BEZRAZMERNYE PARAMETRY |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
h , |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
v1G¤¹D |
|
|
B1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B0h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|||||||||
|
I |
|
, GDE G |
¤ |
|
= k h = |
|
| ^ISLO gARTMANA, HARAKTERIZU- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
C1h2 |
|
|
|
|
¯¤ºm |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
B0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
@]EE SOOTNO[ENIE MEVDU MAGNITNYMI SILAMI I SILAMI WQZKOSTI. |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
pRI k2 = ¡ |
1 |
|
|
|
@p |
|
|
= const I k1 ! 0 IZ PERWOGO RAWENSTWA (44) SLEDUET |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
¹D @x1 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
v±(x2) |
! |
k2(h2 ¡ x22) |
, |
|
A PRI DOSTATO^NO BOLX[OM ZNA^ENII k1 |
IZMENE- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
NIE SKOROSTI PROISHODIT W OSNOWNOM W UZKOM SLOE, PRILEGA@]EM K |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PLOSKOSTQM x2 |
= h, NO PRI \TOM v1 |
(x2) < v±(x2). w TAKOM SLU^AE IZ |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
§ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
@p |
|
|
B0 |
|
|
1 |
|
|
2 |
v1 |
|
|
|
|
|
|||||||||
PERWOGO URAWNENIQ (38) SLEDUET |
|
|
|
= |
|
@B1 |
|
+ ¹ |
@ |
|
. pERWOE SLAGA- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
@x1 |
|
|
¹0 |
|
@x2 |
D @x22 |
|
|
|
|
EMOE W PRAWOJ ^ASTI \TOGO RAWENSTWA, SOGLASNO WTOROMU SOOTNO[ENI@
(44), POLOVITELXNO PRI x2 ! 0 I OTRICATELXNO PRI x2 ! §h, ^TO PRIWODIT K ZAMEDLENI@ DWIVENIQ VIDKOSTI W CENTRALXNOJ ^ASTI KANALA I BOLEE REZKOMU IZMENENI@ SKOROSTI PRI x2 ! §h.
dLQ TE^ENIQ, WYZWANNOGO DWIVENIEM S POSTOQNNOJ SKOROSTX@ v0 STENKI KANALA PRI x2 = h, PRIMEM NA DRUGOJ, NEPODWIVNOJ, STENKE (PRI
x2 = 0) B1 |
= B±, |
@B1 |
= 0 I v1 |
= 0. kROME TOGO, POLOVIM |
@p |
= s1 = 0. |
||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
1 |
@x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
@x1 |
|
|||||
pRI \TIH USLOWIQH W (43) k2 = 0, C0 |
= |
|
C |
0 = |
v0 |
, C00 = |
|
C00 |
= |
B1± |
+C0 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
I W ITOGE |
|
|
sh(k1x2) |
|
|
|
e2 |
|
¡ e1 |
sh(k1h) |
e1 |
|
¡ e2 |
¯¤ |
e2 |
|||||||
v |
= v |
|
; |
B |
|
= ¯ v (1 |
¡ |
ch(k x ))sh(k |
h) + B±: |
(45) |
||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||
1 |
|
0 sh(k1h) |
|
1 |
¤ |
0 |
|
|
1 2 |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
pRI OTSUTSTWII MAGNITNOGO POLQ (k1 ! 0) RASPREDELENIE SKOROSTI
STANOWITSQ LINEJNYM: ve1± = v0x2=h, ^TO SOGLASUETSQ S SOOTWETSTWU-
@]IM ^ASTNYM SLU^AEM | TE^ENIEM kU\TTA. nALI^IE MAGNITNOGO POLQ TORMOZIT DWIVENIE VIDKOSTI: v1(x2) < ve1±(x2), NAPRQVENIE TRE-
NIQ ¿ = ¹D dv1 NA DWIVU]EJSQ STENKE WOZRASTAET, A NA NEPODWIVNOJ | PADAET. dx2
eSLI VIDKOSTX ODNORODNA, TO ZAKON SOHRANENIQ \NERGII DLQ RASSMA-
TRIWAEMOGO USTANOWIW[EGOSQ TE^ENIQ IMEET WID |
|
||||||||||
¹D³ |
dv1 |
´ |
2 |
d2T ºm |
³ |
dB1 |
´ |
2 |
|||
|
|
+ ¸(T ) |
|
+ |
|
|
= 0; |
||||
dx2 |
|
dx22 |
¹0 |
dx2 |

27
GDE ¸(T ) I T | TEPLOPROWODNOSTX I TEMPERATURA VIDKOSTI SOOTWET-
STWENNO. oTS@DA S U^ETOM (45) POLU^IM
|
|
d2T |
|
|
ch(2k1x2) |
|
|
|
||||||||
|
|
¸(T ) |
|
|
= ¡¹Dv02k12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
dx2 |
|
sh2(k |
h) |
|
|
|
||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|||
I POSLE INTEGRIROWANIQ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
(T ) |
|
|
¹Dv02 ch(2k1x2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
¸ |
T (x2) = ¡ |
+ C1x2 |
+ C2: |
|||||||||||||
|
|
4sh2(k1h) |
|
|
pUSTX DWIVU]AQSQ STENKA IMEET TEMPERATURU T1. tOGDA, ESLI NEPO-
DWIVNAQ STENKA IDEALXNO TEPLOIZOLIROWANA, T. E. |
dT |
= 0 PRI x2 = 0, TO |
||||||||||||
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
dx2 |
||
|
|
= 0 I |
|
|
= ¸(T )T |
|
+ |
¹Dv0 |
ch(2k1h) |
, PO\TOMU |
|
|
|
|
C |
1 |
C |
2 |
1 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
4sh2(k1h) |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
T (x ) = T |
1 |
+ |
¹Dv02(ch(2k1h) ¡ ch(2k1x2)) |
; |
|||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
4¸(T ) sh2(k1h) |
|
|
|
PRI^EM WLIQNIE MAGNITNOGO POLQ NA TEMPERATURU NEPODWIVNOJ STENKI
T (0) = T |
1 |
+ |
¹Dv02 |
OTSUTSTWUET. eSLI VE TEMPERATURA T (0) ZADANA, TO |
|||||||||
|
|||||||||||||
|
2¸(T) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
MOVNO POKAZATX, ^TO MAGNITNOE POLE NE WLIQET NA PLOTNOSTX TEPLO- |
|||||||||||||
WOGO POTOKA q(0) = ¸(T ) |
dT |
¯ |
= ¸(T ) |
T1 |
¡ T (0) |
+ |
¹Dv02 |
, POSTUPA@]EGO |
|||||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
dx2 |
|
=0 |
|
|
h |
2h |
||
OT VIDKOSTI K NEPODWIVNOJ¯xSTENKE2 . |
|
|
|
|
|||||||||
iNOGDA ANALIZ mm MAGNITNOJ¯ |
GIDRODINAMIKI MOVET BYTX SWEDEN |
K INTEGRIROWANI@ URAWNENIJ OBY^NOJ GIDRODINAMIKI. oDNIM IZ TAKIH SLU^AEW QWLQETSQ USTANOWIW[EESQ DWIVENIE WQZKOJ NESVIMAEMOJ VIDKOSTI, KOGDA WEKTOR MAGNITNOJ INDUKCII B KOLLINEAREN WEKTORU SKOROSTI v VIDKOSTI, T. E. B = Kvv. tOGDA ZAKON SOHRANENIQ KOLI^E- STWA DWIVENIQ (37) I URAWNENIE MAGNITNOJ INDUKCII (36) S U^ETOM RAWENSTWA v£B = Kvv£v = 0 PRIMUT WID
½(v |
¢ r |
)v = |
¡r |
p¤ + |
(B ¢ r)B |
+ ¹ |
Dr |
2v; |
(º |
B) = 0; (46) |
|
|
|
¹0 |
|
|
r£ |
mr£ |
GDE r2 | DIFFERENCIALXNYJ OPERATOR lAPLASA. iSPOLXZUQ URAWNENIE @vi=@xi = 0 I WTOROE URAWNENIE mAKSWELLA (10), NAHODIM
r ¢ B = r ¢ (Kvv) = Kvr ¢ v + v ¢ rKv = v ¢ rKv = 0;
T. E. WEKTORY v I rKv ORTOGONALXNY I Kv = const NA KAVDOJ LINII TOKA. eSLI PRINQTX, ^TO Kv = const WS@DU W OBLASTI TE^ENIQ VIDKOSTI, TO PERWOE URAWNENIE (46) W WIDE
½¤(v |
¢ r |
)v = |
¡r |
p¤ + |
(B ¢ r)B |
+ ¹ |
2v |
(47) |
|
|
|
¹0 |
|
Dr |
|

28
BUDET OPISYWATX USTANOWIW[EESQ DWIVENIE NESVIMAEMOJ VIDKOSTI PLOTNOSTX@ ½¤ = ½ ¡Kv2=¹0 I DINAMI^ESKOJ WQZKOSTX@ ¹D PRI NALI^II
POLQ DAWLENIQ p¤ = p + Kv2vivi=(2¹0).
wTOROE URAWNENIE (46) TOVDESTWENNO UDOWLETWORQETSQ, KOGDA POLE WEKTORA SKOROSTI VIDKOSTI OBLADAET POTENCIALOM ©, T. E. v = r©, ILI KOGDA VIDKOSTX QWLQETSQ IDEALXNYM PROWODNIKOM, T. E. ºm = 0. w PERWOM SLU^AE POSLE NAHOVDENIQ © PUTEM RE[ENIQ URAWNENIQ lA- PLASA IZ (47) MOVNO NAJTI p¤. tAKIM OBRAZOM, L@BOE POTENCIALXNOE TE^ENIE NESVIMAEMOJ VIDKOSTI QWLQETSQ RE[ENIEM URAWNENIJ MAGNITNOJ GIDRODINAMIKI, ESLI B = Kvv PRI Kv = const. wO WTOROM SLU^AE, ESLI DOPOLNITELXNO PRINQTX ¹D = 0 I 1 ¡ Kv2=(½¹0) = 0, IZ (47) SLEDUET RAWENSTWO p + Kv2vivi=(2¹0) = const, POZWOLQ@]EE NAJTI DAWLENIE p PO IZWESTNOMU WEKTORNOMU POL@ SKOROSTI, KOTOROE DOLVNO UDOWLETWORQTX LI[X USLOWI@ NESVIMAEMOSTI r ¢ v = 0. eSLI \TO USLOWIE WYPOLNENO I NA BESKONE^NOSTI v1 = B1=Kv = const, TO PRI PEREHODE K SISTEME KOORDINAT, OTNOSITELXNO KOTOROJ VIDKOSTX NA BESKONE^NOSTI POKOITSQ, POLU^IM, ^TO PRI OTSUTSTWII WNE[NIH SIL NEKOTORAQ KONFIGURACIQ, OBRAZOWANNAQ MAGNITNYM POLEM I POLEM SKOROSTI, DWIVETSQ SO SKOROSTX@ DA = jB1j=Kv. tAKU@ DWIVU]U@SQ KONFIGURACI@ RAS-
SMATRIWA@T KAK WOLNU I NAZYWA@T ALXFWENOWSKOJ WOLNOJ, POLAGAQ
DA = jB1j=p½¹0.
eSLI WO WTOROM SLU^AE PRI ¹D > 0 TAKVE I 1 ¡ Kv2=(½¹0) > 0,
TO TE^ENIE VIDKOSTI PLOTNOSTX@ ½ S DINAMI^ESKOJ WQZKOSTX@ ¹D W MAGNITNOM POLE SOWPADAET S TE^ENIEM VIDKOSTI PLOTNOSTX@ ½¤ S
DINAMI^ESKOJ WQZKOSTX@ ¹D PRI OTSUTSTWII MAGNITNOGO POLQ.
nO ESLI Kv2=(½¹0) > 1, ILI, ^TO TO VE SAMOE, jvj < jB1j=p½¹0 = DA, TO ½¤ < 0. tOGDA, WWEDQ WELI^INY ½1 = ¡½¤, v1 = ¡v, p1 = ¡p¤ + const,
POLU^IM, ^TO ONI UDOWLETWORQ@T URAWNENIQM GIDRODINAMIKI r ¢ v1 = = 0 I ½1(v1 ¢ r)v1 = ¡rp1 + ¹Dr2v1. w \TOM SLU^AE WEKTOR SKOROSTI I GRADIENT DAWLENIQ W MAGNITOGIDRODINAMI^ESKOM TE^ENII PROTIWO-
POLOVNY WEKTORU SKOROSTI I GRADIENTU DAWLENIQ W TE^ENII WQZKOJ VIDKOSTI PLOTNOSTX@ ½1 = ¡½¤ > 0 c DINAMI^ESKOJ WQZKOSTX@ ¹D PRI OTSUTSTWII MAGNITNOGO POLQ.
5. mODELI \LEKTROMAGNITNYH PROCESSOW W DEFORMIRUEMOJ SREDE
dEFORMIROWANIE SPLO[NOJ SREDY PRI NALI^II \LEKTROMAGNITNO-
GO POLQ SWQZANO S WOZNIKNOWENIEM WEKTORNOGO POLQ SKOROSTI v, KOTOROE NEOBHODIMO U^ITYWATX PRI PREOBRAZOWANII W SOOTWETSTWII S (25) WE-
LI^IN, WHODQ]IH W URAWNENIQ mAKSWELLA (10). pRI \TOM PLOTNOSTX ½ SREDY W URAWNENII NERAZRYWNOSTI, OTRAVA@]EM ZAKON SOHRANENIQ

29
MASSY, I OB_EMNAQ PLOTNOSTX ½e \LEKTRI^ESKOGO ZARQDA W URAWNENII (11), WYRAVA@]EM ZAKON SOHRANENIQ \LEKTRI^ESKOGO ZARQDA, OSTA@T-
SQ NEIZMENNYMI PRI PEREHODE OT ODNOJ SISTEMY KOORDINAT K DRUGOJ. pRI PEREHODE K SOPUTSTWU@]EJ SISTEME KOORDINAT W (11) WEKTOR j(e)
PLOTNOSTI \LEKTRI^ESKOGO TOKA SLEDUET ZAMENITX W SOOTWETSTWII S (25) WEKTOROM j0(e).
eSLI W IZMENQ@]EJSQ WO WREMENI t OBLASTI V , OGRANI^ENNOJ POWERHNOSTX@ S, DWIVETSQ POWERHNOSTX RAZRYWA S¤, TO DLQ ZAPISI URAWNENIJ, WYRAVA@]IH ZAKONY SOHRANENIQ TAKIH FIZI^ESKIH SUBSTANCIJ, KAK
KOLI^ESTWO DWIVENIQ, MOMENT KOLI^ESTWA DWIVENIQ I \NERGIQ, MOV-
NO ISPOLXZOWATX URAWNENIE ½ d¨ + r ¢ ª = -V , A DLQ FORMULIROWKI dt h
USLOWIJ NA POWERHNOSTI RAZRYWA | SOOTNO[ENIE ½¨ - (D¤ ¡ v) ¡ i
¡ ª ¢ n¤ = ¡-S. tAK, PRIMENITELXNO K ZAKONU SOHRANENIQ KOLI^E-
STWA DWIVENIQ SLEDUET POLOVITX ¨ = v, ª = ¡¾b, -V = b + b(em) I -S¤ = (¾b(emn) + D¤ - G(em)) ¢ n¤, GDE v | WEKTOR SKOROSTI ^ASTICY
SPLO[NOJ SREDY; ¾b | TENZOR NAPRQVENIJ kO[I; b I b(em) | WEKTORY PLOTNOSTI OB_EMNYH SIL I OB_EMNOJ PLOTNOSTI PONDEROMOTORNYH SIL SOOTWETSTWENNO; ¾b(emn) | NESIMMETRI^NYJ (W OB]EM SLU^AE) TEN-
ZOR \LEKTROMAGNITNYH NAPRQVENIJ; D¤ | WEKTOR SKOROSTI W TO^KE
M¤ 2 S¤; G(em) | WEKTOR OB_EMNOJ PLOTNOSTI KOLI^ESTWA DWIVENIQ \LEKTROMAGNITNOGO POLQ, A n¤ | EDINI^NYJ WEKTOR NORMALI K POWERHNOSTI S¤, NAPRAWLENIE KOTOROGO WYBRANO IZ USLOWIQ D¤ ¢ n¤ > 0. tOGDA USLOWIQ NA POWERHNOSTI RAZRYWA I URAWNENIQ DWIVENIQ PRIMUT
SLEDU@]IJ WID: |
|
|
|
|
|
NA POWERHNOSTI RAZRYWA S¤ | |
|
|
|||
£½v - (D¤ ¡ v) + ¾¤ |
¢ n¤ = ¡¡¾(emn) + D¤ - G(em)¢ |
¢ n¤; |
(48) |
||
W OBLASTI V n S¤ |
|
b |
b |
|
|
|
dv |
= r ¢ ¾b + b + b(em); |
|
(49) |
|
|
½ |
|
|
||
|
dt |
|
GDE [¢] | SKA^OK SOOTWETSTWU@]EJ WELI^INY PRI PEREHODE ^EREZ POWERHNOSTX RAZRYWA W NAPRAWLENII WEKTORA n¤.
pRI FORMULIROWKE ZAKONA SOHRANENIQ MOMENTA KOLI^ESTWA DWIVE-
NIQ NUVNO PRINQTX ¨ = x£v, ª ¢ n = p£x, -V = x£(b + b(em)) + c(em) I -S¤ = x£¡(¾b(em) + D¤ - G) ¢ n¤¢, GDE x | RADIUS-WEKTOR ^ASTICY
SREDY, OPREDELENNYJ W INERCIALXNOJ PRQMOUGOLXNOJ SISTEME KOORDI-
NAT Ox1x2x3; n | EDINI^NYJ WEKTOR WNE[NEJ NORMALI K POWERHNO-
STI S; p = ¾b ¢ n | WEKTOR PLOTNOSTI POWERHNOSTNYH SIL; c(em) = = P (e)£E0 + M0(m)£B | WEKTOR MOMENTA PONDEROMOTORNYH SIL; P (e)

30
I B | WEKTORY \LEKTRI^ESKOJ POLQRIZOWANNOSTI I MAGNITNOJ IN-
DUKCII SOOTWETSTWENNO; E0 = E + v£B I M0(m) = M(m) + v£P (e) |
WEKTORY NAPRQVENNOSTI \LEKTRI^ESKOGO POLQ I NAMAGNI^ENNOSTI,
OPREDELENNYE W SOOTWETSTWII S (25) W SOPUTSTWU@]EJ SISTEME KOORDINAT S ORTAMI ei, i = 1; 2; 3; E I M(m) | TE VE WELI^INY, NO W INERCIALXNOJ PRQMOUGOLXNOJ SISTEME KOORDINAT Ox1x2x3 S TEMI VE ORTAMI. w \TOM SLU^AE ½ ddt¨ + r¢ª = -V POSLE PREOBRAZOWANIJ PRIMET
WID eijk¾ik + ci(em) = 0, j; k = 1; 2; 3, GDE eijk | SIMWOL lEWI-~IWITY, |
||||||||||||||||||||||||||||
¾jk | KOMPONENTY TENZORA ¾, c(em) | PROEKCII WEKTORA c(em) NA OSI |
||||||||||||||||||||||||||||
Oxi, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
S¤ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
A DLQ USLOWIQ NA POWERHNOSTI RAZRYWA |
POLU^IM |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
[½(x£v) - (D¤ ¡ v)] ¢ n¤ = [(¾ ¢ n¤)£x] + ¡(¾(em) + D¤ - G) ¢ n¤¢£x: |
||||||||||||||||||||||||||||
pRIMENITELXNO K ZAKONU SOHRANENIQ \NERGII |
|
SLEDUET POLOVITX |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
jvj2 |
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
¨ = u + |
, ª = q |
¡ |
¾ |
¢ |
v, - = b |
¢ |
v + q |
V |
+ q(e) + |
@P (e) |
|
E0 |
¡ |
M0(m) |
|
@B |
, |
|||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
V |
|
|
|
@t ¢ |
|
|
¢ @t |
||||||||||
|
|
|
|
B 2 |
|
|
|
D¤ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
-S¤ = "0jE2j + |
j¹0jb |
|
|
|
|
¡ S + (E ¢ P (e))v |
¢ n¤, GDE |
u | MASSOWAQ |
||||||||||||||||||||
|
|
2 |
||||||||||||||||||||||||||
PLOTNOSTX WNUTRENNEJ \NERGII |
; q | |
|
WEKTOR PLOTNOSTI TEPLOWOGO |
|||||||||||||||||||||||||
|
³³ |
|
|
|
´ |
|
|
|
|
|
´ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
POTOKA; qV |
| OB_EMNAQ PLOTNOSTX MO]NOSTI WNUTRENNIH ISTO^NIKOW |
|||||||||||||||||||||||||||
TEPLOTY (ZA ISKL@^ENIEM DVOULEWOJ TEPLOTY qV(e) = j0(e) ¢ E0); |
"0 I |
¹0 | \LEKTRI^ESKAQ I MAGNITNAQ POSTOQNNYE SOOTWETSTWENNO; S = = E£H | WEKTOR uMOWA | pOJNTINGA, H | WEKTOR NAPRQVENNOSTI MAGNITNOGO POLQ. pOSLE PODSTANOWKI POSLEDNIH WYRAVENIJ DLQ ¨, ª, -V , -S¤ S U^ETOM RAWENSTWA (49) POLU^IM:
W OBLASTI V n S¤
|
|
du |
|
|
|
|
|
|
|
(e) |
|
|
|
@P (e) |
|
|
|
@B |
|
|||||||||
|
½ |
|
|
|
=¾¢¢V¡r¢q+qV +qV |
+ |
|
|
|
|
¢E0 ¡M0(m) ¢ |
|
; |
|||||||||||||||
|
dt |
|
|
@t |
|
@t |
||||||||||||||||||||||
NA |
|
|
|
|
|
b |
|
|
S¤ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
POWERHNOSTI bRAZRYWA |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
h½³u + |
jvj2 |
´(D¤ ¡ v) + ¾ ¢ v ¡ qi¢ n¤ = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
= |
b |
"0 |
j |
E2 |
j |
+ ¹0 |
j |
B |
2 |
D¤ |
+ (E |
¢ |
P (e))v |
¡ |
S |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
¡³¡ |
|
|
|
|
|
|
|
j ¢ 2 |
|
|
|
|
(50)
´
¢ n¤;
b
GDE V | TENZOR SKOROSTEJ.
eSLI W NERAWENSTWE kLAUZIUSA | d@GEMA U^ESTX DVOULEWU TEPLOTU qV(e), TO ONO S U^ETOM PREOBRAZOWANIQ lEVANDRA PRIMET WID
½³dudt ¡ hdTdt ¡ dAdt ´ > ¡r ¢ q + Tq ¢ rT + qV + qV(e);