SKOROSTEJ DEFORMACIJ PRINQL WID
vik = diag(v(1) v(2) v(3)) :
tOGDA ZA MALYJ PROMEVUTOK WREMENI dt RASSTOQNIE MEVDU WYBRANNOJ TO^KOJ I BLIZKIMI K NEJ TO^KAMI, NAHODQ]IMISQ NA GLAWNYH OSQH, IZME- NITSQ SLEDU@]IM OBRAZOM
dx0i = dxi + v(1)dxidt i = 1 2 3
^TO, SWO@ O^EREDX, \TO PRIWEDET K IZMENENI@ WELI^INY \LEMENTARNOGO OB_EMA V = x1 x2 x3. s PRINQTOJ TO^NOSTX@
3
V 0 = x01 x02 x03 = V 1 + X v(i)! dt :
i=1
tAKIM OBRAZOM, SKOROSTX IZMENENIQ \LEMENTARNOGO OB_EMA OPREDELQETSQ SUMMOJ DIAGONALXNYH KOMPONENT TENZORA SKOROSTEJ DEFORMACIJ
1 dV |
|
3 |
v(i) |
||
= |
X |
||||
|
|
||||
V dt |
|||||
|
i=1 |
|
|||
|
|
|
|
||
ILI W BESKOORDINATNOJ ZAPISI
1 dV |
~ |
|
|
|
|
|
|
|
V dt |
= T r(vik) = (r~v) : |
|
wO MNOGIH SLU^AQH ISPOLXZOWANIE BESKOORDINATNAQ FORMA ZAPISI OKAZY- WAETSQ PREDPO^TITELXNYM. w ^ASTNOSTI, ONA MOVET BYTX ISPOLXZOWANA DLQ ZAPISI URAWNENIJ W PROIZWOLXNYH KRIWOLINEJNYH ORTOGONALXNYH KOORDINATAH.
oBRATIM WNIMANIE NA TO, ^TO IZMENENIE OB_EMA OPREDELQETSQ NE WSEM TENZOROM SKOROSTIEJ DEFORMACIJ, A TOLXKO EGO SLEDOM. pEREPI[EM TEN- ZOR vik, WYDELIW EGO BESSLEDOWU@ ^ASTX
|
1 |
2 |
~ |
1 |
~ |
|
|
|
|
||
vik = |
2 @ivk + @kvi ; 3 ik(r~v) + |
3 ik(r~v) : |
|||
iZ SKAZANNOGO WY[E PONQTNO, ^TO TAKOE RAZLOVENIE TENZORA SKOROSTEJ DEFORMACIJ SOOTWETSTWUET RAZDELENI@ DEFORMACIJ NA SDWIGOWYE (PERWOE SLAGAEMOE) I OB_EMNYE (WTOROE SLAGAEMOE).
9
wY[E MY PODROBNO RASSMOTRELI SIMMETRI^NU@ ^ASTX TENZORA GRA- DIENTOW SKOROSTEJ SPLO[NOJ SREDY. rASSMOTRIM, ^TO OPISYWAET EGO AN- TISIMMETRI^NAQ ^ASTX.
pREVDE WSEGO, ZAMETIM, ^TO MATRICE ik MOVNO POSTAWITX WO WZAIMO- ODNOZNA^NOE SOOTWETSTWIE PSEWDOWEKTOR WIHRQ !i
|
1 |
|
1 |
|
1 |
~ |
!i = |
2 |
"ijk jk = |
2 |
"ijk@j vk = |
2 |
(r ~v) lm = "lmn!n |
GDE "lmn { EDINI^NYJ ANTISIMMETRI^NYJ PSEWDOTENZOR lEWI-~IWITY. wWEDENIE PSEWDOWEKTORA WIHRQ POZWOLQET ZAPISATX WEKTOR SKOROSTI
SREDY W TO^KE xk + dxk W SLEDU@]EM WIDE
vi (xk + dxk t) = vi (xk t) + kidxk + vkidxk
ILI
vi (xk + dxk t) = vi (xk t) + "imk !mdxk + @dx@ i
GDE
1
= 2 vikdxidxk :
w BESKOORDINATNOJ ZAPISI POLU^ENNOE RAWENSTWO IMEET WID
~
~v (~r + d~r t) = ~v (~r t) + (!~ d~r) + r~ :
dr
|TO SOOTNO[ENIE NAZYWAETSQ FORMULOJ kO[I-gELXMGOLXCA I QWLQETSQ OBOB]ENIEM FORMULY |JLERA DLQ RASPREDELENIQ SKOROSTEJ TO^EK ABSO- L@TNO TWERDOGO TELA NA SLU^AJ DEFORMIRUEMOJ SPLO[NOJ SREDY. tAKIM OBRAZOM, PSEWDOWEKTOR WIHRQ OPREDELQET LOKALXNU@ UGLOWU@ SKOROSTX SPLO[NOJ SREDY.
1.3iNTEGRALXNYE HARAKTERISTIKI POLQ
pOMIMO DIFFERENCIALXNYH, OTNOSQ]IHSQ K TO^KE HARAKTERISTIK POLQ ^ASTO ISPOLXZU@TSQ EGO INTEGRALXNYE HARAKTERISTIKI, DELA@]IE W RQDE SLU^AEW OPISANIE DWIVENIQ SREDY BOLEE NAGLQDNYM. w SLU^AE WEKTORNO- GO POLQ ODNOJ IZ TAKIH HARAKTERISTIK QWLQ@TSQ INTEGRALXNYE KRIWYE, KOTORYE MY ^ASTO NAZYWAEM LINIQMI POLQ.
10
iNTEGRALXNOJ KRIWOJ WEKTORNOGO POLQ A~ NAZYWAETSQ LINIQ, KASA- TELXNAQ K KOTOROJ W KAVDOJ TO^KE SOWPADAET S WEKTOROM POLQ W \TOJ TO^KE. |TO OZNA^AET, ^TO ESLI LINIQ POLQ ZADANA URAWNENIEM ~r = ~r ( ) , GDE { PARAMETR, TO
@~r ( ) = A(~r~( )) : @
|TO USLOWIE MOVNO ZAPISATX TAKVE W WIDE
dx |
= |
dy |
= |
dz |
: |
|
|
|
|||
dAx |
dAy |
dAz |
w SLU^AE POLQ SKOROSTEJ LINII POLQ NAZYWA@TSQ LINIQMI TOKA. zAMETIM, ^TO LINIQ TOKA SOWPADAET S TRAEKTORIEJ NEKOTOROJ VIDKOJ
^ASTICY TOLXKO ESLI POLE SKOROSTEJ STACIONARNO, T.E. KOGDA @t~v = 0 . eSLI LINII TOKA PROHODQT ^EREZ ZAMKNUTYJ KONTUR L , TO OBRAZUE-
MAQ IMI TRUBKA NAZYWAETSQ TRUBKOJ TOKA. pOSKOLXKU WEKTOR SKOROSTI NA GRANICE TRUBKI TOKA KASATELEN K NEJ, TO W SLU^AE STACIONARNOGO TE^E-
NIQ WSE ^ASTICY VIDKOSTI BUDUT OSTAWATXSQ WNUTRI \TOJ TRUBKI. tRUBKA |
|||||||||||
TOKA NAZYWAETSQ \LEMENTARNOJ TRUBKOJ TOKA, ESLI WEKTOR POLQ ODINA- |
|||||||||||
KOW WO WSEH TO^KA POWERHNOSTI, KOTORAQ SE^ET TRUBKU TOKA ORTOGONALXNO |
|||||||||||
SKOROSTI. |
|
|
~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^EREZ ORIENTIROWANNU@ \LEMENTAR- |
||||||||
pOTOKOM WEKTORNOGO POLQ A |
|||||||||||
NU@ POWERHNOSTX |
d~ NAZYWAETSQ WELI^INA d = |
|
~ |
|
|
. dLQ POLQ |
|||||
|
Ad~ |
|
|||||||||
|
~v |
|
|
|
d v |
= (~vd~ ) . |
|
||||
SKOROSTI |
|
POTOKOM WEKTORA SKOROSTI QWLQETSQ |
|
|
|
|
|
|
eSLI |
||
RASSMATRIWATX DWIVENIE VIDKOSTI W TE^ENIE \LEMENTARNOGO INTERWALA |
|||||||||||
WREMENI |
dt , TO ^ASTICY SPLO[NOJ SREDY, NAHODQ]IESQ W MOMENT WRE- |
||||||||||
MENI NA KONTURE |
C , ZA \TO WREMQ PEREME]A@TSQ NA |
|
d~r = ~vdt . tOGDA |
||||||||
WELI^INA |
d v dt = (~vd~) dt = dV |
{ \TO OB_EM VIDKOSTI, PRO[ED[EJ |
|||||||||
^EREZ POWERHNOSTX. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
dLQ NESVIMAEMOJ VIDKOSTI POTOK ^EREZ ZAMKNUTU@ POWERHNOSTX, OGRA-
NI^IWA@]U@ NEKOTORYJ PROIZWOLXNYJ OB_EM |
V , RAWEN NUL@ |
|
Z |
~ |
|
(~v d~ ) = Z (r~v)dv = 0 : |
||
@V |
V |
|
w SILU PROIZWOLXNOSTI |
V \TO \KWIWALENTNO TREBOWANI@, ^TOBY WO WSEH |
|
|
|
~ |
TO^KAH SPLO[NOJ SREDA WYPOLNQLOSX RAWENSTWO |
(r~v) = 0 . |
|
11
pODOBNO LINIQM TOKA MOVNO WWESTI LINII WIHRQ ~
~! = 1=2(r ~v) .
pOSKOLXKU (r~ ~!) = 0 KAK DIWERGENCIQ ROTORA, POTOK WIHRQ ^EREZ L@BU@ ZAMKNUTU@ POWERHNOSTX RAWEN NUL@ eSLI W KA^ESTWE ZAMKNUTOJ POWERH- NOSTI RASSMATRIWATX POWERHNOSTX, OGRANI^IWA@]U@ OB_EM TRUBKI WIH- RQ MEVDU DWUMQ SE^ENIQMI 1 I 2, TO MY POLU^AEM, ^TO POTOK WEKTORA WIHRQ NE ZAWISIT OT WYBORA SE^ENIQ, T.E.
Z |
(!d~~ ) = Z |
(~!d~) ; Z (~!d~) = 0 : |
@V |
1 |
2 |
zAMETIM, ^TO POLU^ENNOE SOOTNO[ENIE { POSTOQNSTWO INTENSIWNOSTI WIH- RQ WDOLX WIHREWOJ TRUBKI { OTNOSITSQ K FIKSIROWANNOMU MOMENTU WREMENI. |TO UTWERVDENIE IZWESTNO KAK PERWAQ TEOREMA gELXMGOLXCA, \TOJ I DRUGIMI OTNOSQ]IMISQ K WIHREWOMU DWIVENI@ VIDKOSTITEORE- MAMI MY WERNEMSQ W TRETXEJ GLAWE.
iSPOLXZUQ TEOREMU sTOKSA, MOVNO PREOBRAZOWATX ZAPISANNYJ WY[E POWERHNOSTNYJ INTEGRAL K KRIWOLINEJNOMU
pOSTOQNSTWO POTOKA WIHRQ WDOLX TRUBKI WIHRQ TOGDA MOVNO RASSMAT- RIWATX, KAK SOHRANENIE CIRKULQCII WEKTORA SKOROSTI PO L@BOMU KONTU- RU, C OHWATYWA@]EMU \TU TRUBKU
Z ~
~vdl = const :
C
e]E RAZ POD^ERKNEM, ^TO RE^X IDET O FIKSIROWANNOM MOMENTE WREMENI. w SLU^AE STACIONARNOGO POTOKA IZ POLU^ENNOGO SOOTNO[ENIQ SLEDUET, ^TO CIRKULQCIQ SKOROSTI PERENOSITSQ WMESTE S VIDKIM KONTUROM. |TO QWLQETSQ ^ASTNYM SLU^AEM UTWERVDENIQ IZWESTNOGO KAK TEOREMA tOMSONA O CIRKULQCII (PODROBNEE SM. gL.3).
12
gLAWA 2
uRAWNENIQ DWIVENIQ SPLO[NOJ SREDY
dIFFERENCIALXNYE URAWNENIQ, OPISYWA@]IE DWIVENIE SPLO[NOJ SREDY, MOGUT BYTX POLU^ENY IZ OSNOWNYH SOOTNO[ENIJ NX@TONOWSKOJ MEHANIKI S ISPOLXZOWANIEM PONQTIQ VIDKOJ ^ASTICY KAK OB_EKTA, ZAMENQ@]EGO PONQTIE TO^KI, A TAKVE TEOREM OB IZMENENII TERMODINAMI^ESKIH I \LEK- TRODINAMI^ESKIH WELI^IN.
2.1fENOMENOLOGIQ SPLO[NOJ SREDY. tEN- ZOR LOKALXNYH NAPRQVENIJ
dLQ POSTROENIQ DINAMI^ESKOJ TEORII NEOBHODIMO WWESTI WELI^INY, OPI- SYWA@]IE DEJSTWIE NA WYDELENNU@ VIDKU@ ^ASTICU DRUGIH TEL I, W ^ASTOSTI, SOSEDSTWU@]IH S NEJ VIDKIH ^ASTIC.
nAPOMNIM, ^TO W MEHANIKE TO^KI MY RAZDELQLI SILY NA DWA OSNOWNYH TIPA { SILY DALXNODEJSTWU@]IE, DLQ KOTORYH MOVNO UKAZATX ZAWISI- MOSTX OT RASSTOQNIQ, I SILY KONTAKTNYE, WOZNIKA@]IE PRI SOPRIKOS- NOWENII TO^KI I TWERDOGO TELA. kONTAKTNYE SILY OBUSLOWLENY MALYMI DEFORMACIQMI, W MEHANIKE MY WWODILI IH FENOMENOLOGI^ESKI I WYDELQ- LI W OSOBYJ KLASS SIL, NAZYWAEMYH SILAMI REAKCII.
aNALOGI^NOE RAZDELENIE CELESOOBRAZNO PROWESTI I W MEHANIKE SPLO[- NOJ SREDY. w \TOM SLU^AE TIPI^NYMI OB_EMNYMI SILAMI QWLQ@TSQ \LEK- TROMAGNITNYE I GRAWITACIONNYE SILY. pREDPOLAGAETSQ, ^TO SILA, DEJST-
13
WU@]AQ NA \LEMENTARNYJ (FIZI^ESKI BESKONE^NO MALYJ) OB_EM dV , KAK
~ |
~ |
|
I MASSA, PROPORCIONALXNA WELI^INE OB_EMA dF |
= fdm. mASSOWAQ PLOT- |
|
~ |
|
|
NOSTX SILY f ZADAETSQ W KAVDOJ TO^KE PROSTRANSTWA W KAVDYJ MOMENT |
||
|
~ |
~ |
WREMENI I OPREDELQET WEKTORNOE POLE PLOTNOSTI SILY f |
= f (~r t). pOD- |
|
^ERKNEM E]E RAZ, ^TO POLE PLOTNOSTI SILY MOVNO WWESTI TOLXKO ESLI SILA, DEJSTWU@]AQ NA \LEMENTARNYJ OB_EM PROPORCIONALXNA WELI^INE \TOGO OB_EMA I NE ZAWISIT OT EGO FORMY I RAZMEROW. kAK \TO UVE GOWORI- LOSX WY[E PREDPOLOVENIE, ^TO TAKAQ PROPORCIONALXNOSTX IMEET MESTO SOSTAWLQET SUTX KONCEPCII SPLO[NOJ SREDY.
dLQ SIL WZAIMODEJSTWIQ MEVDU SOSEDSTWU@]IMI VIDKIMI ^ASTICAMI ILI VIDKIMI ^ASTICAMI I GRANICEJ SITUACIQ NESKOLXKO INAQ. pRENEBRE- VENIE RADIUSOM MEVMOLEKULQRNOGO WZAIMODEJSTWIQ PO SRAWNENI@ S TEM, ^TO MY S^ITAEM BESKONE^NO MALYM W MEHANIKE SPLO[NOJ SREDY, ZASTAW- LQET RASSMATRIWATX \TI SILY KAK POWERHNOSTNYE. |KSPERIMENT GOWORIT, ^TO WO MNOGIH PRAKTI^ESKI INTERESNYH SLU^AQH MOVNO S^ITATX, ^TO SILA
dF~ DEJSTWU@]AQ NA ORIENTIROWANNYJ \LEMENT POWERHNOSTI VIDKOJ ^AS- TICY d~ PROPORCIONALXNA PLO]ADI SOPRIKOSNOWENIQ I ZAWISIT OT ORI-
ENTACII \LEMENTARNOJ POWERHNOSTI. wEKTORY dF~ I d~ NE OBQZATELXNO KOLLINEARNY, PO\TOMU W SAMOM OB]EM SLU^AE dFi = Pikd k, GDE TENZOR WTOROGO RANGA Pik = Pik (xs t) OPREDELQET POLE, HARAKTERIZU@]EE KON- TAKTNOE WOZDEJSTWIE NA DANNU@ \LEMENTARNU@ ORIENTIROWANNU@ POWERH- NOSTX SOSEDNIH VIDKIH ^ASTIC. |TOT TENZOR NAZYWAETSQ TENZOROM LOKALXNYH NAPRQVENIJ. dIAGONALXNYE KOMPONENTY TENZORA OPREDELQ@T NORMALXNYE SOSTAWLQ@]IE WEKTORA SILY, DEJSTWU@]EGO NA PLO]ADKU, A NEDIAGONALXNYE { TANGENCIALXNYE.
w OB]EM SLU^AE TENZOR WTOROGO RANGA Pik ZADAETSQ DEWQTX@ NEZAWI- SIMYMI KOMPONENTAMI. oDNAKO, NIVE MY POKAVEM, ^TO W SILU ZAKONA IZMENENIQ MOMENTA KOLI^ESTWA DWIVENIQ, \TOT TENZOR QWLQETSQ SIMMET- RI^NYM, ^TO SNIVAET ^ISLO EGO NEZAWISIMYH KOMPONENT DO [ESTI.
iZ MATEMATIKI NAM IZWESTNO, ^TO L@BU@ SIMMETRI^NU@ MATRICU MOVNO PRIWESTI K DIAGONALXNOMU WIDU ORTOGONALXNYM PREOBRAZOWANI- EM. |TO OZNA^AET, ^TO TENZOR LOKALXNYH NAPRQVENIJ W DANNOJ TO^KE W DANNYJ MOMENT WREMENI BUDET IMETX WID
Pik(~x t) = ;diag(p1 p2 p3) :
eSLI TENZOR NAPRQVENIJ IMEET TAKOJ WID SRAZU WO WSEM PROSTRANSTWE
14
I ESLI WSE NORMALXNYE NAPRQVENIQ RAWNY, TO SREDA NAZYWAETSQ IDEALXNOJ. w \TOM SLU^AE TENZOR
Pik = ;p ik
I NE MENQETSQ PRI WRA]ENIQH SISTEMY KOORDINAT. wO MNOGIH SLU^AQH MOVNO S^ITATX, ^TO TAKAQ SITUACIQ DEJSTWITELXNO REALIZUETSQ W VID- KOSTI ILI GAZE. w \TOM SLU^AE GOAORQT, ^TO WYPOLNQETSQ ZAKON pASKALQ. w POSLEDNEM WYRAVENII ZNAK MINUS W \TOM WYRAVENII WYBRAN TAK, ^TOBY SILA, DEJSTWU@]AQ NA \LEMENT POWERHNOSTI, OGRANI^IWA@]EJ NEKOTORYJ WYDELENNYJ OB_EM, BYLA NAPRAWLENA WNUTRX OB_EMA PRI STANDARTNOM WYBORE WNE[NEJ K POWERHNOSTI NORMALI. pRI \TOM KO\FFICIENT PROPOR- CIONALXNOSTI (DAWLENIE) p (x~ t) QWLQETSQ POLOVITELXNOJ WELI^INOJ.
mODELX IDEALXNOJ SREDY HORO[O RABOTAET WO MNOGIH SITUACIQH. wMES- TE S TEM ONA QWLQETSQ DOSTATO^NO GRUBOJ. |TO MOVNO UWIDETX UVE IZ TOGO, ^TO W \TOM PRIBLIVENII OSNOWNOE URAWNENIE DINAMIKI SREDY { URAWNE- NIE |JLERA STANOWITSQ INWARIANTNYM OTNOSITELXNO OPERACII OBRA]E- NIQ WREMENI (PODROBNOSTI SM. GL.3). |TO OZNA^AET, ^TO S EGO POMO]X@ MY MOVEM OPISYWATX TOLXKO OBRATIMYE TE^ENIQ. wWEDENIE W RASSMOT- RENIE DISSIPATIWNYH PROCESSOW TREBUET DETALIZACII STROENIQ TENZORA NAPRQVENIJ.
rASSMOTRIM SWOJSTWA SREDY, W KOTOROJ NAPRQVENIQ ZAWISQT OT GRA- DIENTOW SKOROSTEJ.
pREDSTAWIM TENZOR NAPRQVENIJ W WIDE
Pik = ;p ik + Pik0
GDE Pik0 = Pki0 { "WQZKIJ" TENZOR NAPRQVENIJ.
|KSPERIMENT GOWORIT, ^TO PRI MALXH GRADIENTAH POLQ SKOROSTEJ NA- PRQVENIQ PROPORCIONALXNY PERWYM PROIZWODNYM @ivk. mOVNO PREDPO- LOVITX, ^TO PRI MALYH GRADIENTAH SKOROSTI PRI KONSTRUIROWANII "WQZ- KOGO" TENZORA MOVNO OGRANI^ITXSQ ^LENAMI PERWOGO PORQDKA PO PROIZ-
WODNYM @ivk.
w SAMOM OB]EM SLU^AE SIMMETRI^NYJ TENZOR WTOROGO RANGA, LINEJNO ZAWISQ]IJ OT PERWYH PROIZWODNYH @ivk OBRA]A@]IJSQ W NOLX, KOGDA \TI GRADIENTY RAWNY NUL@, IMEET WID
Pik0 = @ivk + @kvi ; 23 ik@svs + ik@svs :
15
zDESX I { PROIZWOLXNYE FUNKCII LOKALXNOGO TERMODINAMI^ESKOGO SOSTOQNIQ SISTEMY, KOTORYE NAZYWA@TSQ PERWOJ I WTOROJ WQZKOSTX@, SO- OTWETSTWENNO, I NE ZAWISQT OT SKOROSTI.
mODELX SPLO[NOJ SREDY S TAKIM TENZOROM NAPRQVENIJ NAZYWAETSQ
LINEJNOJ IZOTROPNOJ WQZKOJ VIDKOSTX@. w ^ETWERTOJ GLAWE MY POKAVEM, ^TO WWEDENIE "WQZKOGO" TENZORA PRIWODIT K TOMU, ^TO URAWNE- NIE, OPISYWA@]EE IZMENENIE IMPULXSA PERESTAET BYTX INWARIANTNYM OTNOSITELXNO OPERACII t ! ;t, I ^TO \TO SOOTWETSTWUET NEOBRATIMOMU HODU OPISYWAEMYH IM PROCESSOW.
nA[E RAZBIENIE TENZORA P 0ik NA DWE ^ASTI SOOTWETSTWUET RAZBIENI@ DEFORMACIJ NA SDWIGOWYE I OB_EMNYE DEFORMACII. dEJSTWITELXNO, WY[E BYLO POKAZANO, ^TO IZMENENIE OB_EMA VIDKOSTI PROPORCIONALXNO SLEDU
TENZORA SKOROSTEJ DEFORMACIJ, TO ESTX PROPORCIONALXNO (r~ ~v). tAKOJ ^LEN ESTX W WYRAVENII DLQ P 0ik, ON PROPORCIONALEN WTOROJ WQZKOSTI . pERWOE SLAGAEMOE PROPORCIONALXNO BESSLEDOWOJ ^ASTI TENZORA SKOROSTEJ DEFORMACIJ. sLEDOWATELXNO, ONO OPISYWAET NAPRQVENIQ, SWQZANNYE SO SDWIGOWYMI DEFORMACIQMI.
2.2zAKON SOHRANENIQ MASSY. uRAWNENIE NE- PRERYWNOSTI
zAKON SOHRANENIQ MASSY GOWORIT, ^TO DLQ WYDELENNOGO \LEMENTA VIDKOS- TI
= 0 :
w OBSUVDAW[EMSQ W P. 1.1 PREDELE m = V , KROME TOGO, KAK BYLO POKA- |
||
ZANO RANEE V |
;1 |
~ |
|
@tV = (r~v). |TO POZWOLQET IZBAWITXSQ OT NEOPREDELENNOJ |
|
WELI^INY, KAKOWOJ QWLQETSQ OB_EM V , I MY POLU^AEM
d |
~ |
|
|
dt = ; (r ~v) : |
|
e]E ODNA RASPROSTRANENNAQ FORMA ZAPISI POLU^ENNOGO SOOTNO[ENIQ MO- VET BYTX POLU^ENA, ESLI WOSPOLXZOWATXSQ IZWESTNOJ SWQZX@ MEVDU FUNK- CIONALXNOJ I ^ASTNOJ PROIZWODNYMI PO WREMENI
d |
|
@ |
~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
dt |
= |
@t + (~vr) |
|
16
KOTORAQ POZWOLQET PREDSTAWITX URAWNENIE NEPRERYWNOSTI W ALXTERNA- TIWNOJ FORME
~
@t + r(~v ) = 0 :
iNTEGRIROWANIE POSLEDNEGO SOOTNO[ENIQ PO PROIZWOLXNOMU OB_EMU V S POSLEDU@]IM ISPOLXZOWANIEM TEOREMY gAUSSA DAET
d |
|
|
|
Z |
(~x t)dv = ; Z ~v d~ : |
dt |
||
|
V |
@V |
pOSKOLXKU POLU^ENNOE SOOTNO[ENIE SPRAWEDLIWO DLQ L@BOGO OB_EMA V , TO \TO SOOTNO[ENIE SLEDUET INTERPRETIROWATX KAK FAKT OTSUTSTWIQ IS- TO^NIKOW I STOKOW MASSY GDE-LIBO W PROSTRANSTWE. wEKTORNAQ WELI^INA
~ NAZYWAETSQ PLOTNOSTX@ POTOKA MASSY j = ~v .
2.3zAKON IZMENENIQ IMPULXSA SPLO[NOJ SRE- DY
wSPOMNIM, ^TO IZMENENIE SUMMARNRGO IMPULXSA \LEMENTA SPLO[NOJ SRE-
DY V |
|
|
|
|
~ |
3 |
x |
|
P = Z |
~vd |
|
|
V |
|
|
OPREDELQETSQ SUMMARNYM DEJSTWIEM KAK OB_EMNYH, TAK I POWERHNOSTNYH |
|||
SIL |
dPdti = Z fid3x + Z |
|
|
|
Pikd k : |
||
|
V |
@V |
|
pRIMENQQ KO WTOROMU SLAGAEMOMU W PRAWOJ ^ASTI TEOREMU gAUSSA, PERE- HODQ K PREDELU VIDKOJ ^ASTICY V ! 0 I U^ITYWAQ, ^TO W SOOTWETSTWII S KONCEPCIEJ SPLO[NOJ SREDY (SM. P. 1.1) DLQ L@BOJ FUNKCII g
lim |
1 |
Z |
gd3x = g |
|
V |
||||
V !0 |
|
|||
|
|
V |
|
MY POLU^AEM
dvdti = fi + @kpik :
17
wMESTE S URAWNENIEM NEPRERYWNOSTI \TO URAWNENIE SOSTAWLQET OSNOWU OPISANIQ SPLO[NOJ SREDY.
pOLU^ENNOE URAWNENIE POZWOLQET WERNUTXSQ K WOPROSU O STRUKTURE TENZORA NAPRQVENIJ I POKAZATX, ^TO ON SIMMETRI^EN.
kAK I PRI ISPOLXZOWANII ZAKONA IZMENENIQ IMPULXSA, MY MOVEM SKA- ZATX, ^TO W PREDELE VIDKOJ ^ASTICY IZMENENIE MOMENTA KOLI^ESTWA DWI- VENIQ W EDINICU WREMENI OPREDELQETSQ SUMMOJ MOMENTOW DEJSTWU@]IH NA ^ASTICU OB_EMNYH I POWERHNOSTNYH SIL.
d |
3 |
3 |
~ |
~ |
|
|
|||||
dt Z d x (~r ~v) = Z d |
|||||
x(~r f) + Z |
(~r dF ) : |
||||
|
V |
V |
@V |
|
|
oTKUDA, WNOSQ DIFFERENCIROWANIE PO WREMENI POD ZNAK INTEGRALA S IS- POLXZOWANIEM URAWNENIQ NEPRERYWNOSTI I ZAKONA SOHRANENIQ IMPULXSA, MY POLU^AEM
Pik @k(~x ~ei) = 0
^TO \KWIWALENTNO SOOTNO[ENI@
eskiPki = 0
ILI, ^TO ODNO I TO VE,
Pik = Pki :
pOD^ERKNEM E]E RAZ, ^TO URAWNENIE NEPRERYWNOSTI, ZAKON IZMENENIQ IMPULXSA SPLO[NOJ SREDY I SIMMETRI^NOSTX TENZORA NAPRQVENIJ { \TO
SOOTNO[ENIQ, KOTORYE SLEDU@T IZ STROGIH TEOREM KLASSI^ESKOJ ME- HANIKI I POLU^A@TSQ W REZULXTATE LEVA]EGO WOSNOWANII KONCEPCII SPLO[NOJ SREDY I OPISANNOGO W PERWOJ GLAWE KONTINUALXNOGO PREDELA.
w SLU^AE IDEALXNOJ VIDKOSTI, KOGDA Pik = ;p ik, ZAKON IZMENENIQ IMPULXSA EDINICY OB_EMA SPLO[NOJ SREDY PRINIMAET WID
d~v |
~ ~ |
dt |
= f ; rp : |
|TO URAWNENIE IZWESTNO KAK URAWNENIE |JLERA.
18
