Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Лебединская. Динамика материальной точки

.pdf
Скачиваний:
35
Добавлен:
13.02.2015
Размер:
4.89 Mб
Скачать

M .

4- . 9.2.

 

'. 9.2

. 9.2 4 x. !,

 

r

ω, L = I ω x. ,

 

, z,

 

, , -

r

y, . +

M = [rF ],

M L , 2 ,

, L . + , ( L , , 4 -

x, z. , 4

( z.

, ( * - Ω.

0

,

Δϕ,

 

t

 

 

Ω = ϕ/ t .

(9.2)

& (

- 4 . '

dt. &, : 2

, dϕ , 2 dL

, - 2 ( L .

. 9.2 ,

 

 

dϕ =

 

 

dL

= dL ,

(9.3)

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= dL dL ,

 

L

 

= L L .

 

 

dL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C (9.3) (9.1), (9.2)

 

53

Ω = M .

(9.4)

L

 

, 4 ω

 

( Ω ( - .

F , -4 ,

, m.

mg . , 2 l

(

,

- r

 

F

. + ,

M = mgl .

0 (9.4) ,

Ω = mgl ,

 

 

I ω

 

 

4

 

 

ω = mgl .

 

(9.5)

I Ω

 

 

! 4 , :

, (9.5) ,

( .

+!# ! , !& # ! ,

1. - , : - 4- . 8, ,

, . %

-

2., * . /

4(().

3.! 4- , , -

t, ϕ

( ). ' - ( -

Ω . / * .

4..

5.' - 4 ω (9.5).

6., *1±5 , .

7.' (.

8., (

. , -

, $

.

9./( Ω ω ( - -

).

54

5

m

l

Δϕ

t

Ω

ω

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8,

* *,

± / . % *

: 360° = 2π .

( I = 0,01 · 2.

! #!&) ,! #! ,

1.9 ? 1 ? 1

( ? 9 2?

2.%( 4 ),

4

.

3.9 ( ? / ?

4.9 ? 1 ? 1

?

5.1 ? 9 -

?

6.9 ? 1 ?

*( * - ?

7.(9.5) 4 . /

4 ?

8.1 (

4 ?

+# *" #! ! !. *

4-4 , *

* , *

, * -

(- . , 2 4

2 -4 * *

*

. / ± *,

( .

# (#

1.! . . 1 . +. 1. ± .: , 1989. ± !. 94±116.

2.+ +. . 1 . ± .: . ., 2001. ± !. 34±46.

55

' 1.10

+: + :+ 7 ; = 0 :

9 &) # ! ,: I ±

4- ; II ±

4- .

+# !#, # & . !: ,

*( , .

&. ( !#! ! !"!

! mg - (-

( ) Fg ( ( F( , - -42 48 ( . 10.1):

 

mg = Fg + F( .

 

(10.1)

! Fg

( 8,

 

 

 

 

 

 

 

Fg = G

M

8m

,

 

(10.2)

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

G = 6,67 ×10−11

2 -2 ± ( , M

8

R ±

 

 

 

 

 

8

8 . - - 8 ( -

22 ) .

'. 10.1

) ( F( ( ,

,

F

= mω2 R ,

(10.3)

(

8

 

ω8 ± 4 8,

R ± ,

.

 

 

56

) ( , (,

.

. 10.1 , , ,

* 4 * 8 j,

 

R = R8 os j.

(10.4)

, (10.4) (10.3), *, ( -

-* 2. 2 ,

48 8 = 2p / 86400 = 7,27×10-5 -1)

1/291 .

. 10.1 , ( ,

, -4 ,

, ( 8,

b, 4 . ' ,

sinβ = 0,0018sin 2ϕ ,

, 2(j = 0°) -*(j = 90°) b = 0°

( 8.

45°, b » 6¢

, ( , 2

- - - , (10.2),

g = GM 8 / R82 . / *

. , -

** *- 8. 0

(.

4 -

4- .

I

# &( !# ! ! !"!

!*!-)5 * * !"! *

( ! * !'* # %

, - - , 4- - ,

, -. -

 

l

 

 

 

 

 

( , -

 

 

** 4 **

 

 

( . 10.2). %

 

 

, .

 

 

, **

'. 10.2

 

.

57

1 a ( . 10.3),

mg , -4- , -4: Fn ,

- , Fτ , - . !-

-4

α

F

Fn F ,

-4 Fτ . /

4 .

, Fτ = mg . 0 a , sina

a,

*. + a = /l , , 4-4

,

x

 

 

Fτ = −mg x ,

(10.4)

 

α

 

l

 

F

± 4 -

τ

 

Fn

, l ± , ²±² ,

 

- .

mg

'. 10.3

+ II

- :

- mg x = mx&,

 

 

(10.5)

 

l

 

&x ± 4 ,

( τ , , Fτ . /

g / l = ω2 ,

(10.6)

0

 

(10.5)

 

&x + ω2 x = 0 .

(10.7)

0

 

(10.7) (2 ),

4 x -4- (- :

x = Acos(ω0t + ϕ) ,

(10.8)

# j ± , .

, * *

, ( ). , (10.8), *, # ±

( ), j ±

, ω0 ± (( ) ,

* :

w =

.

(10.9)

 

0

T

 

 

 

! (10.6)

*

58

T = 2p

 

l

 

.

(10.10)

 

 

 

g

 

, g, 4-

8

g =

2l

.

(10.11)

T 2

 

 

 

, , t,

n :

T = t / n .

(10.12)

+!# ! , !& # ! ,

1. / l

(

( ).

 

2./ 10±15° . / 15±30

* . , 3 .

3.n (10.12).

4., (10.11)

8.

5.% (.

5

l

< l >

n

t

< >

< >

g

 

 

 

t

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. /( g * -

. g ,

(,.7) ²' ¼ ².

! #!&) ,! #! ,

1.1 ? ,

? 8 .

2.8 ( (. 1

.

3.1 ? 8

II - ( .

4.8 . 1

-4 ?

5.9 ? 1

( ?

6.%, ((10.8) (10.7).

7.% : (10.11).

59

II

# &( !# ! ! !"!

!*!-)5 2 ' !"! *

( ! * !'* # %

- ( . 10.4),

&, * 4 ( %. 0

α ,

mg , 4-4 . ,

4 (+.13). (+.13)

mgl sinα = I d 2α

,

(10.13)

dt2

 

 

m – , g , l

4 ( ,

h = l sin α – , I (

4, d2α /dt2 = α&= ε – .

+ *

*, sinα α, (10.13)

 

 

α&+ mgl α = 0 ,

 

α&+ ω2α = 0,

 

(10.14)

 

 

I

 

 

 

0

 

 

 

 

 

mgl

 

 

 

 

 

 

 

 

= ω2 .

 

(10.15)

 

 

 

 

I

0

 

 

 

.

 

 

 

 

 

(10.14)

d

'

(

-4 ( ( 2

α

 

):

 

 

 

α = αmax cos(ω0t + ϕ0 ) .

 

(10.16)

 

 

 

 

 

α

, **

 

.

 

 

( ),

,

 

 

 

 

 

 

 

 

. . (10.16) , αmax

 

ϕ0 – , ω0

 

mg

( ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'. 10.4

ω0 = 2π /T

(10.17)

,

* = 2π

 

I

 

(10.18)

 

.

mgl

( I &

4- 3

I = I0 + ml 2 ,

(10.19)

60

I0 ( , * 4

( % &.

! (10.19) (10.18) :

T = 2π

 

I0

+ ml 2

 

.

(10.20)

 

mgl

 

 

 

 

 

 

-, ( I0 . %, - I0 g, -

. 4 ( . 10.5)

1,

2, 3 * /1 /2, * ,

4 . / ,

4 - ,

.

% (10.20)

 

O

T1 =

I0 + ml 12

,

 

2

1

 

mgl 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

T =

I0 + ml 22 ,

(10.21)

 

2

 

 

mgl 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l 1 &1 ( , l 2

 

4&2 ( .

3

O2

- I0 (10.21), *

 

 

 

 

 

 

 

 

g =

2

(l 2

l 2 )

.

(10.22)

 

 

T 2l

 

1

 

2

 

 

 

1

T 2l

2

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

'. 10.5

(10.22) - . ,

* (10.12), 20–30 * . %

l 1 l 2 - -

( , -4 - . , 4 ,

( . ' *

l 1 l 2 . 0 l 1 l 2 -

, T1 T2 , , ,

g * l 1 l 2 -.

+!# ! , !& # ! ,

1.' -- .

2.& - 4. /

10±15°, t 20±30 * . /

61

* . . , -- T1 (10.12).

3., , - 4 ,

, 2, T2 .

4.! 4 4-

( l 1 l 2 .

5.' (10. 9).

6.% (.

5 n

t1

<t1> <T1>

t2 <t2> <T2>

l 1

l 2

g

1

2

3

7. ' * . % -

, (,.7) ²' ¼ ².

! #!&) ,! #! ,

1.1 ? 9 -

? 8 . 1 Fg ?

2.8 ( (. 1

**8 ?

3.9 ( (( ) . 1 ?

4.% ( . / ( ? 1

? 0 ( . ! 3 .

5.% . 9 , -4

? 1 ?

6.8 4 .

.

7.%, ((10.16) (10.14). 1

-4 ?

8.9 ? 1

( ?

9.% : (10.22).

& 9,780 / 2 2 9,832 / 2 -*. 8 g = 9,806 / 2

.

# (#

1.! . . 1 4 . +. 1. ± .: , 1989. ± !. 118±122.

2.+ +. . 1 . ± .: . ., 2001. ± !. 34±46.

62