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method_dynamics

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ɜ ɤɨɪɩɭɫ ɦɨɥɨɬɤɚ. ɉɨɪɲɟɧɶ D ɫɨɟɞɢɧɟɧ ɲɬɨɤɨɦ ȿ ɫ ɛɨɣɤɨɦ Ɇ.
Ɉɩɪɟɞɟɥɢɬɶ ɭɪɚɜɧɟɧɢɟ ɜɵɧɭɠɞɟɧɧɵɯ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ ɩɨɪɲɧɹ ɩɪɢ ɪɚɛɨɬɟ ɦɨɥɨɬɤɚ ɜɯɨɥɨɫɬɭɸ. Ɇɚɫɫɨɣ ɲɬɨɤɚ ȿ, ɛɨɣɤɚ Ɇ ɢ ɩɪɭɠɢɧɵ ȼ, ɚ ɬɚɤɠɟ ɫɢɥɨɣ ɫɨɩɪɨɬɢɜɥɟɧɢɹ ɩɪɟɧɟɛɪɟɱɶ.

ɝɞɟ a(t)

h

sin

p k

t .

 

ɉɪɢ k§p a(t) ɹɜɥɹɟɬɫɹ

ɦɟɞɥɟɧɧɨ

k(k p)

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

ɢɡɦɟɧɹɸɳɟɣɫɹ ɩɟɪɢɨɞɢɱɟɫɤɨɣ ɮɭɧɤɰɢɟɣ ɫ ɩɟɪɢɨɞɨɦ

 

 

 

 

Ta

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

(6)

 

 

 

 

 

p k

 

 

 

 

 

 

 

Ʉɚɤ ɫɥɟɞɭɟɬ ɢɡ ɭɪɚɜɧɟɧɢɹ (5), ɞɜɢɠɟɧɢɟ ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬ ɫ ɤɪɭɝɨɜɨɣ ɱɚɫɬɨɬɨɣ ɪ, ɩɨɷɬɨɦɭ ɩɟɪɢɨɞ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ ɪɚɜɟɧ

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p .

 

 

 

 

(7)

 

 

 

 

 

 

Ɍɚɤ ɤɚɤ k § p, ɬɨ Ɍɚ >> T, ɩɪɢɱɟɦ

Ta

 

 

2p

 

 

 

.

T

 

 

p k

 

 

 

 

ɉɨɞɫɬɚɜɥɹɹ ɱɢɫɥɟɧɧɵɟ ɡɧɚɱɟɧɢɹ, ɩɨɥɭɱɢɦ

 

 

 

 

x a(t)cos(101 t), ɝɞɟ

a(t) 80sin

t

Ɍ

ɚ 12,56 ɫ, Ɍ 0,063 ɫ.

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

Ɂɚɞɚɱɚ ʋ 2. ɉɧɟɜɦɚɬɢɱɟɫɤɢɣ ɨɬɛɨɣɧɵɣ ɦɨɥɨɬɨɤ ɩɪɢɜɨɞɢɬɫɹ ɜ ɞɜɢɠɟɧɢɟ ɫɠɚɬɵɦ ɜɨɡɞɭɯɨɦ, ɩɨɫɬɭɩɚɸɳɢɦ ɜ ɤɨɪɩɭɫ ɦɨɥɨɬɤɚ ɱɟɪɟɡ ɲɥɚɧɝ Ⱥ.

Ⱦɚɜɥɟɧɢɟ ɜɨɡɞɭɯɚ, ɩɪɢɥɨɠɟɧɧɨɟ ɤ ɩɨɪɲɧɸ D ɦɨɥɨɬɤɚ, ɢɡɦɟɧɹɟɬɫɹ ɫɨɝɥɚɫɧɨ ɭɪɚɜɧɟɧɢɸ

S H0 H1 cos(pt) H3 cos(3pt),

ɝɞɟ ɪ, ɇ0, ɇ1, ɇ3 – ɩɨɫɬɨɹɧɧɵɟ ɜɟɥɢɱɢɧɵ. ȼ ɤɨɪɩɭɫ ɦɨɥɨɬɤɚ ɜɦɨɧɬɢɪɨɜɚɧɚ ɩɪɭɠɢɧɚ ȼ ɫ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬɨɦ ɠɟɫɬɤɨɫɬɢ ɫ. ɉɪɭɠɢɧɚ ɭɩɢɪɚɟɬɫɹ ɥɟɜɵɦ ɤɨɧɰɨɦ ɜ ɩɨɪɲɟɧɶ, ɚ ɩɪɚɜɵɦ –

Ɋɟɲɟɧɢɟ.

ɇɚɩɪɚɜɢɦ ɨɫɶ ɯ ɩɨ ɝɨɪɢɡɨɧɬɚɥɢ ɧɚɩɪɚɜɨ, ɜɡɹɜ ɧɚɱɚɥɨ ɨɬɫɱɟɬɚ ɜ ɩɨɥɨɠɟɧɢɢ ɫɬɚɬɢɱɟɫɤɨɝɨ ɪɚɜɧɨɜɟɫɢɹ ɩɨɪɲɧɹ ɩɨɞ ɞɟɣɫɬɜɢɟɦ ɫɢɥɵ ɇ0 ɢ ɫɢɥɵ ɭɩɪɭɝɨɫɬɢ ɩɪɭɠɢɧɵ Fɫɬ . ȼ ɷɬɨɦ ɩɨɥɨɠɟɧɢɢ ɩɪɭɠɢɧɚ ɫɠɚɬɚ ɧɚ d ɫɢɥɨɣ ɇ0. ɉɪɢ ɷɬɨɦ ɜɨɡɧɢɤɚɟɬ ɫɢɥɚ ɭɩɪɭɝɨɫɬɢ ɩɪɭɠɢɧɵ Fɫɬ = ɫd. Ɂɚɩɢɲɟɦ ɭɫɥɨɜɢɟ ɪɚɜɧɨɜɟɫɢɹ ɩɨɪɲɧɹ ɜ ɩɪɨɟɤɰɢɢ ɧɚ ɨɫɶ ɯ: H0 cd 0 .

21

ɂɡɨɛɪɚɡɢɦ ɩɨɪɲɟɧɶ ɫɦɟɳɟɧɧɵɦ ɢɡ ɧɭɥɹ ɧɚɩɪɚɜɨ ɧɚ ɯ, ɩɪɢ ɷɬɨɦ ɩɪɨɟɤɰɢɹ ɧɚ ɨɫɶ ɯ ɜɨɡɧɢɤɲɟɣ ɫɢɥɵ ɭɩɪɭɝɨɫɬɢ F ɪɚɜɧɚ:

 

 

 

 

 

 

 

Fx cdx

c(d x) .

(8)

 

Ʉɪɨɦɟ ɬɨɝɨ, ɤ ɩɨɪɲɧɸ ɩɪɢɥɨɠɟɧɵ ɫɢɥɵ: Ɋ – ɜɟɫ, N – ɧɨɪɦɚɥɶɧɚɹ

ɪɟɚɤɰɢɹ ɤɨɪɩɭɫɚ, S – ɫɢɥɚ ɞɚɜɥɟɧɢɹ ɫɠɚɬɨɝɨ ɜɨɡɞɭɯɚ.

D:

 

ɋɨɫɬɚɜɢɦ

 

ɞɢɮɮɟɪɟɧɰɢɚɥɶɧɨɟ

ɭɪɚɜɧɟɧɢɟ ɞɜɢɠɟɧɢɹ ɩɨɪɲɧɹ

mx Sx Fx .

 

 

 

 

 

 

 

ɍɱɢɬɵɜɚɹ (1) ɢ ɡɚɤɨɧ ɢɡɦɟɧɟɧɢɹ S, ɧɚɯɨɞɢɦ

 

 

 

P

x

H0

H1 cos( pt) H3 cos(3pt) cd cx.

 

 

 

 

 

 

 

g

 

 

 

 

 

 

 

 

ɍɱɢɬɵɜɚɹ ɭɫɥɨɜɢɟ ɪɚɜɧɨɜɟɫɢɹ, ɡɚɩɢɲɟɦ ɭɪɚɜɧɟɧɢɟ ɜɵɧɭɠɞɟɧɧɵɯ

ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ ɩɨɪɲɧɹ ɜ ɜɢɞɟ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x k2 x h1 cos(pt) h3 cos(3pt) ,

(9)

ɝɞɟ

 

 

k

cg , h

H1g , h

H3 g .

 

 

 

 

P

1

P

3

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ɇɚɣɞɟɦ ɱɚɫɬɧɨɟ ɪɟɲɟɧɢɟ ɭɪɚɜɧɟɧɢɹ (2) ɜ ɜɢɞɟ

 

 

 

 

x2

A1 sin( pt) B1 cos( pt) A2 sin(3pt) B2 cos(3pt) .

(10)

Ʉɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬɵ Ⱥ1, ȼ1, Ⱥ2, ȼ2 ɧɚɣɞɟɦ, ɜɵɱɢɫɥɢɜ ɩɟɪɜɭɸ ɢ ɜɬɨɪɭɸ ɩɪɨɢɡɜɨɞɧɵɟ ɨɬ ɯ2 ɢ ɩɨɞɫɬɚɜɢɜ ɧɚɣɞɟɧɧɵɟ ɜɵɪɚɠɟɧɢɹ ɜ (2), ɚ ɡɚɬɟɦ ɩɪɢɪɚɜɧɹɜ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬɵ, ɫɬɨɹɳɢɟ ɜ ɩɪɚɜɨɣ ɢ ɥɟɜɨɣ ɱɚɫɬɹɯ ɭɪɚɜɧɟɧɢɹ ɩɪɢ ɫɢɧɭɫɟ ɢ ɤɨɫɢɧɭɫɟ. ȼ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɩɨɥɭɱɢɦ

A1 0, B1

h1

 

A3

0, B3

h3

 

,

 

.

k 2 p2

k 2 9p2

ɉɨɞɫɬɚɜɢɜ ɷɬɢ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬɵ ɜ (3), ɧɚɯɨɞɢɦ ɢɫɤɨɦɨɟ ɭɪɚɜɧɟɧɢɟ ɜɵɧɭɠɞɟɧɧɵɯ ɤɨɥɟɛɚɧɢɣ ɩɨɪɲɧɹ:

x

2

h1

cos(pt)

h3

cos(3pt).

k2 p2

k2 p2

 

 

 

ȼɫɥɭɱɚɟ k = p ɧɚɫɬɭɩɚɸɬ ɪɟɡɨɧɚɧɫɧɵɟ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹ ɩɟɪɜɨɝɨ ɩɨɪɹɞɤɚ.

ȼɫɥɭɱɚɟ k = 3p ɧɚɫɬɭɩɚɸɬ ɪɟɡɨɧɚɧɫɧɵɟ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹ ɬɪɟɬɶɟɝɨ ɩɨɪɹɞɤɚ.

Ɍɚɤ ɤɚɤ k

cg

, ɬɨ ɩɨɞɛɨɪ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬɨɜ ɭɩɪɭɝɨɫɬɢ ɩɪɭɠɢɧɵ

P

 

 

ɫɥɟɞɭɟɬ ɩɪɨɢɡɜɨɞɢɬɶ ɬɚɤ, ɱɬɨɛɵ ɨɛɟɫɩɟɱɢɬɶ ɜɵɩɨɥɧɟɧɢɟ ɧɟɪɚɜɟɧɫɬɜ k p ɢ k 3p. ɉɪɢ ɷɬɨɦ ɩɨɪɲɟɧɶ ɧɟ ɛɭɞɟɬ ɩɨɩɚɞɚɬɶ ɜ ɪɟɡɨɧɚɧɫ.

22

 

§7. Ɍɟɨɪɟɦɚ ɨ ɞɜɢɠɟɧɢɢ ɰɟɧɬɪɚ ɦɚɫɫ

Ɂɚɞɚɱɚ ʋ 1.

Ȼɚɬɶ Ɇ.ɂ.

«Ɍɟɨɪɟɬɢɱɟɫɤɚɹ

ɦɟɯɚɧɢɤɚ ɜ

ɩɪɢɦɟɪɚɯ ɢ ɡɚɞɚɱɚɯ», ɬɨɦ 2,

ɇɚɭɤɚ, 1975.

 

Ɍɨɧɤɢɣ

ɨɞɧɨɪɨɞɧɵɣ

ɫɬɟɪɠɟɧɶ ɈȺ ɞɥɢɧɨɣ l ɢ ɜɟɫɨɦ Ɋ

ɜɪɚɳɚɟɬɫɹ ɜɨɤɪɭɝ ɜɟɪɬɢɤɚɥɶɧɨɣ

ɨɫɢ Ɉ1Ɉ2 ɫ ɩɨɫɬɨɹɧɧɨɣ ɭɝɥɨɜɨɣ

ɫɤɨɪɨɫɬɶɸ Ζ.

 

Ɉɩɪɟɞɟɥɢɬɶ ɝɥɚɜɧɵɣ ɜɟɤɬɨɪ

ɜɧɟɲɧɢɯ ɫɢɥ. Ɇɚɫɫɨɣ ɨɫɢ Ɉ1Ɉ2

ɩɪɟɧɟɛɪɟɱɶ.

 

 

 

 

 

 

Ɋɟɲɟɧɢɟ. ȼ

ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɢɢ

ɫ ɬɟɨɪɟɦɨɣ

ɨ

ɞɜɢɠɟɧɢɢ ɰɟɧɬɪɚ ɦɚɫɫ

ɫɢɫɬɟɦɵ

 

 

n

 

 

 

ɦɚɬɟɪɢɚɥɶɧɵɯ

ɬɨɱɟɤ Mwc

= ¦

Fke

ɞɥɹ

ɨɩɪɟɞɟɥɟɧɢɹ ɝɥɚɜɧɨɝɨ

ɜɟɤɬɨɪɚ

 

 

k 1

 

 

 

n

ɜɧɟɲɧɢɯ ɫɢɥ ɫɢɫɬɟɦɵ R= ¦Fke ɞɨɫɬɚɬɨɱɧɨ ɧɚɣɬɢ MwC . Ɍɚɤ ɤɚɤ ɰɟɧɬɪ ɦɚɫɫ

k 1

ɫɬɟɪɠɧɹɧɚɯɨɞɢɬɫɹɜɬɨɱɤɟ ɋɧɚɪɚɫɫɬɨɹɧɢɢ l/2 ɨɬɨɫɢɜɪɚɳɟɧɢɹɢɢɦɟɟɬ, ɜɫɢɥɭ

ɩɨɫɬɨɹɧɫɬɜɚ

ɜɟɤɬɨɪɚ

Ζ,

ɬɨɥɶɤɨ

ɰɟɧɬɪɨɫɬɪɟɦɢɬɟɥɶɧɨɟ

ɭɫɤɨɪɟɧɢɟ

wn OCΖ 2

1

Ζ 2

, ɤɨɬɨɪɨɟ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɨ ɜɞɨɥɶ ɫɬɟɪɠɧɹ ɨɬ ɋ ɤ Ɉ, ɬɨ ɝɥɚɜɧɵɣ

2

 

 

 

 

 

 

 

ɜɟɤɬɨɪ ɜɧɟɲɧɢɯ ɫɢɥ ɫɢɫɬɟɦɵ R ɢɦɟɟɬ ɬɨ ɠɟ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɟ ɢ ɪɚɜɟɧ ɩɨ ɦɨɞɭɥɸ

Pl

C2g Ζ2 .

ȼɞɚɧɧɨɦ ɫɥɭɱɚɟ ɝɥɚɜɧɵɣ ɜɟɤɬɨɪ ɜɧɟɲɧɢɯ ɫɢɥ ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɜɟɤɬɨɪɧɨɣ ɫɭɦɦɨɣ ɜɟɫɚ ɫɬɟɪɠɧɹ ɢ ɪɟɚɤɰɢɣ ɨɩɨɪ Ɉ1 ɢ Ɉ2.

Ɂɚɞɚɱɚ ʋ 2. Ȼɚɬɶ Ɇ.ɂ. «Ɍɟɨɪɟɬɢɱɟɫɤɚɹ ɦɟɯɚɧɢɤɚ ɜ ɩɪɢɦɟɪɚɯ ɢ ɡɚɞɚɱɚɯ», ɬɨɦ 2, ɇɚɭɤɚ,1975.

Ʉɨɥɟɫɨ ɜɟɫɨɦ Ɋ ɤɚɬɢɬɫɹ ɫɨ ɫɤɨɥɶɠɟɧɢɟɦ ɩɨ ɩɪɹɦɨɥɢɧɟɣɧɨɦɭ ɝɨɪɢɡɨɧɬɚɥɶɧɨɦɭ ɪɟɥɶɫɭ ɩɨɞ ɞɟɣɫɬɜɢɟɦ ɩɨɫɬɨɹɧɧɨɣ ɫɢɥɵ F, ɩɪɢɥɨɠɟɧɧɨɣɤɟɝɨɰɟɧɬɪɭɬɹɠɟɫɬɢ ɋ. ɇɚɣɬɢ ɫɤɨɪɨɫɬɶ ɰɟɧɬɪɚ ɦɚɫɫ ɋ ɤɨɥɟɫɚ, ɟɫɥɢɜɧɚɱɚɥɶɧɵɣɦɨɦɟɧɬɨɧɨ ɧɚɯɨɞɢɥɨɫɶ ɜ ɩɨɤɨɟ. Ʉɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬ ɬɪɟɧɢɹ ɫɤɨɥɶɠɟɧɢɹ ɪɚɜɟɧ f. Ɉɫɢ x, y ɢɡɨɛɪɚɠɟɧɵɧɚɪɢɫɭɧɤɟ.

23

u0 . ȼ

Ɋɟɲɟɧɢɟ. Ʉ ɤɨɥɟɫɭ ɩɪɢɥɨɠɟɧɵ ɜɧɟɲɧɢɟ ɫɢɥɵ: Ɋ – ɟɝɨ ɜɟɫ, F – ɞɜɢɠɭɳɚɹ ɫɢɥɚ, R – ɧɨɪɦɚɥɶɧɚɹ ɪɟɚɤɰɢɹ ɪɟɥɶɫɚ, Fɬɪ – ɫɢɥɚ ɬɪɟɧɢɹ ɫɤɨɥɶɠɟɧɢɹ, ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɧɚɹ ɜɞɨɥɶ ɪɟɥɶɫɚ ɜ ɫɬɨɪɨɧɭ, ɩɪɨɬɢɜɨɩɨɥɨɠɧɭɸ ɫɢɥɟ F.

ɉɪɢɦɟɧɢɦ ɬɟɨɪɟɦɭ ɨ ɞɜɢɠɟɧɢɢ ɰɟɧɬɪɚ ɦɚɫɫ ɜ ɩɪɨɟɤɰɢɹɯ ɧɚ ɨɫɢ ɯ ɢ ɭ:

Mxc

 

F Fɬɪ ,

Myc

R P

 

 

 

 

 

 

(1)

ɉɪɢ

ɞɜɢɠɟɧɢɢ

ɤɨɥɟɫɚ

yC

r const .

ɉɨɷɬɨɦɭ

ɭC

0 , ɢ ɢɡ ɜɬɨɪɨɝɨ

ɭɪɚɜɧɟɧɢɹ ɫɥɟɞɭɟɬ R = P. Ɍɚɤ ɤɚɤ ɩɪɢ ɤɚɱɟɧɢɢ ɤɨɥɟɫɚ ɫɨ ɫɤɨɥɶɠɟɧɢɟɦ ɫɢɥɚ

ɬɪɟɧɢɹ ɞɨɫɬɢɝɚɟɬ ɫɜɨɟɝɨ ɧɚɢɛɨɥɶɲɟɝɨ ɡɧɚɱɟɧɢɹ, ɬɨ Fɬɪ

 

fR . ɂɫɩɨɥɶɡɨɜɚɜ

ɷɬɨ ɡɧɚɱɟɧɢɟ Fɬɪ

ɜ ɩɟɪɜɨɦ ɭɪɚɜɧɟɧɢɢ (1), ɢɦɟɟɦ xC

g

F fP

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

ɉɟɪɜɵɣ

ɢɧɬɟɝɪɚɥ

ɞɢɮɮɟɪɟɧɰɢɚɥɶɧɨɝɨ

ɭɪɚɜɧɟɧɢɹ

ɢɦɟɟɬ

ɜɢɞ

xC

g

F fP

t C1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ɉɨɞɫɬɚɧɨɜɤɚ ɧɚɱɚɥɶɧɨɝɨ ɭɫɥɨɜɢɹ t = 0, ɯ

0 (ɤɨɥɟɫɨ ɜ ɧɚɱɚɥɶɧɵɣ ɦɨɦɟɧɬ

ɧɚɯɨɞɢɥɨɫɶ ɜ ɩɨɤɨɟ) ɜ ɭɪɚɜɧɟɧɢɟ ɞɚɟɬ ɋ1=0. ȼɧɟɫɹ ɷɬɨ ɡɧɚɱɟɧɢɟ ɋ1 ɩɨɥɭɱɢɦ ɢɫɤɨɦɵɣ ɡɚɤɨɧ ɢɡɦɟɧɟɧɢɹ ɩɪɨɟɤɰɢɢ ɫɤɨɪɨɫɬɢ ɰɟɧɬɪɚ ɦɚɫɫ ɋ

ɤɨɥɟɫɚ: xC g F fP t . Ⱦɜɢɠɟɧɢɟ ɤɨɥɟɫɚ ɜɨɡɦɨɠɧɨ ɩɪɢ ɧɚɥɢɱɢɢ

P

ɧɟɪɚɜɟɧɫɬɜɚ F > fP.

§8. Ɍɟɨɪɟɦɚ ɨɛ ɢɡɦɟɧɟɧɢɢ ɤɨɥɢɱɟɫɬɜɚ ɞɜɢɠɟɧɢɹ

Ɂɚɞɚɱɚ ʋ 1.

ɉɨ ɝɨɪɢɡɨɧɬɚɥɶɧɨɣ ɩɥɚɬɮɨɪɦɟ Ⱥ ɞɜɢɠɭɳɟɣɫɹ ɩɨ ɢɧɟɪɰɢɢ ɫɨ

ɫɤɨɪɨɫɬɶɸ 0 , ɩɟɪɟɦɟɳɚɟɬɫɹ ɬɟɥɟɠɤɚ ȼ ɫ ɩɨɫɬɨɹɧɧɨɣ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨɣ ɫɤɨɪɨɫɬɶɸ

ɧɟɤɨɬɨɪɵɣ ɦɨɦɟɧɬ ɜɪɟɦɟɧɢ ɬɟɥɟɠɤɚ ɛɵɥɚ ɡɚɬɨɪɦɨɠɟɧɚ.

Ɉɩɪɟɞɟɥɢɬɶ: ɨɛɳɭɸ ɫɤɨɪɨɫɬɶ ɩɥɚɬɮɨɪɦɵ ɫ ɬɟɥɟɠɤɨɣ ɩɨɫɥɟ ɟɟ ɨɫɬɚɧɨɜɤɢ. M – ɦɚɫɫɚ ɩɥɚɬɮɨɪɦɵ, m – ɦɚɫɫɚ ɬɟɥɟɠɤɢ.

Ɋɟɲɟɧɢɟ. ɉɨ ɬɟɨɪɟɦɟ ɨɛ ɢɡɦɟɧɟɧɢɢ ɤɨɥɢɱɟɫɬɜɚ ɞɜɢɠɟɧɢɹ

d

 

n

 

 

 

¦

 

i .

Q

F

 

 

 

 

 

(e)

dt

 

 

i 1

 

 

Ɍɚɤ ɤɚɤ ɬɨɪɦɨɠɟɧɢɟ ɬɟɥɟɠɤɢ ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬ ɫ «ɩɨɦɨɳɶɸ» ɜɧɭɬɪɟɧɧɟɣ ɫɢɥɵ, ɬɨ:

24

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

↑"0" ɦɨɦɟɧɬ ɞɜɢɠɟɧɢɹ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q 0

Q const Q0

Q1

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

"1" ɦɨɦɟɧɬ ɨɫɬɚɧɨɜɤɢ.

Ʉɨɥɢɱɟɫɬɜɨ ɞɜɢɠɟɧɢɹ ɫɢɫɬɟɦɵ ɫɨɯɪɚɧɹɟɬɫɹ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M0 m(−0 u0 ) Mm−,

Q0 M0 m(−0 u0 ),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M0 m(−0 u0 )

 

 

0

m

 

 

0.

 

M

 

m

 

,

 

 

 

 

 

 

 

Q

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m M

 

 

 

m M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ɂɚɞɚɱɚ ʋ 2. Ⱥɪɤɭɲɚ Ⱥ.ɂ. «Ɋɭɤɨɜɨɞɫɬɜɨ ɤ ɪɟɲɟɧɢɸ ɡɚɞɚɱ ɩɨ ɬɟɨɪɟɬɢɱɟɫɤɨɣ ɦɟɯɚɧɢɤɟ», Ɇɨɫɤɜɚ, ȼɵɫɲɚɹ ɲɤɨɥɚ,1999.

Ɇɚɲɢɧɢɫɬ ɬɟɩɥɨɜɨɡɚ ɨɬɤɥɸɱɚɟɬ ɞɜɢɝɚɬɟɥɶ ɢ ɧɚɱɢɧɚɟɬ ɬɨɪɦɨɡɢɬɶ ɜ ɦɨɦɟɧɬ, ɤɨɝɞɚ ɬɟɩɥɨɜɨɡ ɢɦɟɟɬ ɫɤɨɪɨɫɬɶ 90 ɤɦ/ɱ. ɑɟɪɟɡ ɫɤɨɥɶɤɨ ɜɪɟɦɟɧɢ ɬɟɩɥɨɜɨɡ ɨɫɬɚɧɨɜɢɬɫɹ, ɟɫɥɢ ɫɢɥɚ ɬɨɪɦɨɠɟɧɢɹ ɩɨɫɬɨɹɧɧɚ ɢ ɫɨɫɬɚɜɥɹɟɬ 0,12 ɟɝɨ ɜɟɫɚ, ɚ ɞɜɢɠɟɧɢɟ ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬ ɩɨ ɝɨɪɢɡɨɧɬɚɥɶɧɨɦɭ ɢ ɪɨɜɧɨɦɭ ɭɱɚɫɬɤɭ ɞɨɪɨɝɢ?

Ɋɟɲɟɧɢɟ.

1.Ɍɟɩɥɨɜɨɡ ɞɜɢɠɟɬɫɹ ɩɨɫɬɭɩɚɬɟɥɶɧɨ, ɩɨɬɨɦɭ ɪɚɫɫɦɨɬɪɢɦ ɞɜɢɠɟɧɢɟ ɟɝɨ ɰɟɧɬɪɚ ɬɹɠɟɫɬɢ ɋ (ɰɟɧɬɪɚ ɦɚɫɫɵ), ɫɱɢɬɚɹ ɱɬɨ ɤ ɧɟɦɭ ɩɪɢɥɨɠɟɧɵ ɜɫɟ ɜɧɟɲɧɢɟ ɫɢɥɵ.

2.ɉɨɫɥɟ ɬɨɝɨ, ɤɚɤ ɨɬɤɥɸɱɚɟɬɫɹ ɞɜɢɝɚɬɟɥɶ ɢ ɜɤɥɸɱɚɟɬɫɹ ɬɨɪɦɨɡɧɨɟ ɭɫɬɪɨɣɫɬɜɨ, ɧɚ ɬɟɩɥɨɜɨɡ ɞɟɣɫɬɜɭɸɬ ɬɪɢ ɫɢɥɵ: ɫɢɥɚ ɬɹɠɟɫɬɢ G, ɧɨɪɦɚɥɶɧɚɹ ɪɟɚɤɰɢɹ ɪɟɥɶɫɨɜ R ɢ ɫɢɥɚ ɬɨɪɦɨɠɟɧɢɹ F. ȼ ɧɚɱɚɥɟ ɬɨɪɦɨɠɟɧɢɹ ɫɤɨɪɨɫɬɶ

V0 = 90ɤɦ/ɱ = 25ɦ/ɫ, ɜ ɤɨɧɰɟ V = 0. Ɍɪɟɛɭɟɬɫɹ ɨɩɪɟɞɟɥɢɬɶ ɩɭɬɶ S ɢ ɜɪɟɦɹ t, ɡɚ ɤɨɬɨɪɨɟ ɷɬɨɬ ɩɭɬɶ ɩɪɨɣɞɟɧ.

3. Ⱦɥɹ ɨɩɪɟɞɟɥɟɧɢɹ ɜɪɟɦɟɧɢ ɬɨɪɦɨɠɟɧɢɹ ɩɪɢɦɟɧɢɦ ɬɟɨɪɟɦɭ ɨɛ

Ω

ɢɡɦɟɧɟɧɢɢ ɤɨɥɢɱɟɫɬɜɚ ɞɜɢɠɟɧɢɹ: Q1 Q0 ³F (t)dt .

0

ɋɩɪɨɟɰɢɪɨɜɚɜ ɜɟɤɬɨɪɵ ɧɚ ɝɨɪɢɡɨɧɬɚɥɶɧɭɸ ɨɫɶ (ɨɫɶ ɯ), ɭɜɢɞɢɦ, ɱɬɨ ɩɪɨɟɤɰɢɢ ɫɢɥ G ɢ Rn ɪɚɜɧɵ ɧɭɥɸ, ɚ ɩɪɨɟɤɰɢɹ ɫɢɥɵ F ɩɨɥɭɱɚɟɬɫɹ ɪɚɜɧɨɣ

ɟɟ ɦɨɞɭɥɸ, ɧɨ ɫɨ ɡɧɚɤɨɦ ɦɢɧɭɫ: ɩɪɨɟɤɰɢɹ ɫɤɨɪɨɫɬɢ V0 ɬɚɤɠɟ ɪɚɜɧɚ ɟɟ ɦɨɞɭɥɸ, ɩɨɷɬɨɦɭ –Ft = –mV0.

25

4. Ɋɟɲɚɟɦ ɷɬɨ ɭɪɚɜɧɟɧɢɟ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ t: t = mV0/F. Ɍɚɤ ɤɚɤ ɫɢɥɚ

ɬɨɪɦɨɠɟɧɢɹ

F = 0,

12G = 0,12mg,

ɬɨ

ɨɤɨɧɱɚɬɟɥɶɧɨ

t

V0

 

25

21,2

ɫ .

 

 

0,12 g

0,12 9,81

 

 

 

 

 

 

 

Ɂɚɞɚɱɚ ʋ 3. Ⱥɪɤɭɲɚ Ⱥ.ɂ. «Ɋɭɤɨɜɨɞɫɬɜɨ ɤ ɪɟɲɟɧɢɸ ɡɚɞɚɱ ɩɨ ɬɟɨɪɟɬɢɱɟɫɤɨɣ ɦɟɯɚɧɢɤɟ», Ɇɨɫɤɜɚ, ȼɵɫɲɚɹ ɲɤɨɥɚ,1999.

Ʉɚɤɨɣ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬ ɬɪɟɧɢɹ ɤɨɥɟɫ ɡɚɬɨɪɦɨɠɟɧɧɨɝɨ ɚɜɬɨɦɨɛɢɥɹ ɨ ɞɨɪɨɝɭ (ɫɱɢɬɚɬɶ, ɱɬɨ ɡɚɬɨɪɦɨɠɟɧɵ ɜɫɟ ɱɟɬɵɪɟ ɤɨɥɟɫɚ), ɟɫɥɢ ɜ ɦɨɦɟɧɬ ɜɵɤɥɸɱɟɧɢɹ ɞɜɢɝɚɬɟɥɹ ɢ ɧɚɠɚɬɢɹ ɬɨɪɦɨɡɚ ɫɤɨɪɨɫɬɶ ɞɜɢɠɟɧɢɹ ɚɜɬɨɦɨɛɢɥɹ V0 = 60 ɤɦ/ɱ ɢ ɚɜɬɨɦɨɛɢɥɶ ɨɫɬɚɧɚɜɥɢɜɚɟɬɫɹ ɱɟɪɟɡ 5 ɫ ɩɨɫɥɟ ɧɚɱɚɥɚ ɬɨɪɦɨɠɟɧɢɹ.

Ɋɟɲɟɧɢɟ.

1.ȼ ɡɚɞɚɱɟ ɢɡɜɟɫɬɧɨ ɜɪɟɦɹ ɞɜɢɠɟɧɢɹ ɡɚɬɨɪɦɨɠɟɧɧɨɝɨ ɚɜɬɨɦɨɛɢɥɹ, ɬ. ɟ. ɢɦɟɟɬɫɹ ɜ ɜɢɞɭ ɢɦɩɭɥɶɫ ɫɢɥɵ, ɩɨɷɬɨɦɭ ɞɥɹ ɪɟɲɟɧɢɹ ɩɪɢɦɟɧɢɦ ɡɚɤɨɧ ɢɡɦɟɧɟɧɢɹ ɤɨɥɢɱɟɫɬɜɚ ɞɜɢɠɟɧɢɹ.

2.ɇɚ ɡɚɬɨɪɦɨɠɟɧɧɵɣ ɚɜɬɨɦɨɛɢɥɶ ɞɟɣɫɬɜɭɟɬ ɞɟɜɹɬɶ ɫɢɥ; G – ɜɟɫ ɚɜɬɨɦɨɛɢɥɹ, ɱɟɬɵɪɟ ɪɟɚɤɰɢɢ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ ɞɨɪɨɝɢ, ɩɪɢɥɨɠɟɧɧɵɟ ɤ ɤɚɠɞɨɦɭ

ɤɨɥɟɫɭ Ri , ɢ ɱɟɬɵɪɟ ɫɢɥɵ ɬɪɟɧɢɹ Ri f , ɬɚɤɠɟ ɩɪɢɥɨɠɟɧɧɵɟ ɤ ɤɨɥɟɫɚɦ.

ɉɪɢɧɢɦɚɹ ɚɜɬɨɦɨɛɢɥɶ ɡɚ ɦɚɬɟɪɢɚɥɶɧɭɸ ɬɨɱɤɭ, ɫɱɢɬɚɟɦ, ɱɬɨ ɜɫɟ ɷɬɢ ɫɢɥɵ ɩɪɢɥɨɠɟɧɵ ɜ ɰɟɧɬɪɟ ɬɹɠɟɫɬɢ ɚɜɬɨɦɨɛɢɥɹ, ɢ ɬɨɝɞɚ, ɡɚɦɟɧɢɜ ɱɟɬɵɪɟ

ɪɟɚɤɰɢɢ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ ɢɯ ɫɭɦɦɨɣ Rn ɢ ɱɟɬɵɪɟ ɫɢɥɵ ɬɪɟɧɢɹ ɢɯ ɫɭɦɦɨɣ Rf ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ɩɨɥɭɱɢɦ ɬɨɥɶɤɨ ɬɪɢ ɫɢɥɵ G ,

Rn , Rf .

3. ɋɢɥɵ

 

ɢ

 

n

ɱɢɫɥɟɧɧɨ ɪɚɜɧɵ ɞɪɭɝ ɞɪɭɝɭ ɢ ɜɡɚɢɦɧɨ

G

R

ɭɪɚɜɧɨɜɟɲɢɜɚɸɬɫɹ. ɋɥɟɞɨɜɚɬɟɥɶɧɨ, ɢɦɩɭɥɶɫ ɫɨɡɞɚɟɬɫɹ ɩɨɫɬɨɹɧɧɨɣ ɫɢɥɨɣ ɬɪɟɧɢɹ Rf Rn f Gf .

4. ɂɦɩɭɥɶɫ ɫɢɥɵ ɬɪɟɧɢɹ ɜ ɞɚɧɧɨɦ ɫɥɭɱɚɟ ɞɟɣɫɬɜɭɟɬ ɜ ɫɬɨɪɨɧɭ, ɩɪɨɬɢɜɨɩɨɥɨɠɧɭɸ ɞɜɢɠɟɧɢɸ, ɩɨɷɬɨɦɭ ɬɟɨɪɟɦɚ ɨɛ ɢɡɦɟɧɟɧɢɢ ɤɨɥɢɱɟɫɬɜɚ

t

ɞɜɢɠɟɧɢɹ ɞɥɹ ɞɚɧɧɨɣ ɡɚɞɚɱɢ ɢɦɟɟɬ ɜɢɞ mV1 mV0 ³Gfdt .

0

26

ɇɨ ɚɜɬɨɦɨɛɢɥɶ ɱɟɪɟɡ

t =5ɫ

ɨɫɬɚɧɚɜɥɢɜɚɟɬɫɹ, mV0

Gft , ɩɨɷɬɨɦɭ

 

G

V0

fGt , Ɉɬɤɭɞɚ,

ɢɦɟɹ

ɜ ɜɢɞɭ, ɱɬɨ V0 = 60

ɤɦ/ɱ = 16,7 ɦ/ɫ,

 

 

 

g

 

 

 

 

 

 

 

 

V0

16,7

 

 

 

 

 

f

 

 

 

0,34 .

 

 

 

 

gt

9,81 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§9. Ɍɟɨɪɟɦɚ ɨɛ ɢɡɦɟɧɟɧɢɢ ɦɨɦɟɧɬɚ ɤɨɥɢɱɟɫɬɜɚ ɞɜɢɠɟɧɢɹ

Ɂɚɞɚɱɚ ʋ 1. Ȼɚɬɶ Ɇ.ɂ. «Ɍɟɨɪɟɬɢɱɟɫɤɚɹ ɦɟɯɚɧɢɤɚ ɜ ɩɪɢɦɟɪɚɯ ɢ ɡɚɞɚɱɚɯ», ɬɨɦ 2, ɇɚɭɤɚ,1975.

ɉɪɢ ɜɪɚɳɟɧɢɢ ɛɚɪɚɛɚɧɚ 1 ɜɟɫɨɦ Ɋ1 ɢ ɪɚɞɢɭɫɨɦ r ɜɨɤɪɭɝ ɧɟɩɨɞɜɢɠɧɨɣ ɨɫɢ z ɧɚ ɟɝɨ ɛɨɤɨɜɭɸ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɶ ɧɚɦɚɬɵɜɚɟɬɫɹ ɧɢɬɶ, ɤɨɬɨɪɚɹ ɩɪɢɜɨɞɢɬ ɜ ɞɜɢɠɟɧɢɟ ɝɪɭɡ 2 ɜɟɫɨɦ Ɋ2, ɫɤɨɥɶɡɹɳɢɣ ɩɨ ɧɟɩɨɞɜɢɠɧɨɣ ɝɨɪɢɡɨɧɬɚɥɶɧɨɣ ɩɥɨɫɤɨɫɬɢ. Ɉɩɪɟɞɟɥɢɬɶ ɭɝɥɨɜɨɟ ɭɫɤɨɪɟɧɢɟ ɛɚɪɚɛɚɧɚ, ɟɫɥɢ ɤ ɧɟɦɭ ɩɪɢɥɨɠɟɧ ɜɪɚɳɚɸɳɢɣ ɦɨɦɟɧɬ mɜɪ, ɚ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬ ɬɪɟɧɢɹ ɫɤɨɥɶɠɟɧɢɹ ɝɪɭɡɚ ɨ ɩɥɨɫɤɨɫɬɶ ɪɚɜɟɧ f. ȼɵɫɨɬɨɣ ɝɪɭɡɚ ɩɪɟɧɟɛɪɟɱɶ.

Ɋɟɲɟɧɢɟ. ɉɪɢɦɟɧɢɦ ɬɟɨɪɟɦɭ ɨɛ ɢɡɦɟɧɟɧɢɢ ɝɥɚɜɧɨɝɨ ɦɨɦɟɧɬɚ ɤɨɥɢɱɟɫɬɜɚ ɞɜɢɠɟɧɢɹ ɫɢɫɬɟɦɵ ɦɚɬɟɪɢɚɥɶɧɵɯ ɬɨɱɟɤ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ ɨɫɢ z,

 

dLZ

n

ɬ. ɟ.

¦momZ (Fke ) .

dt

 

k 1

ɂɡɨɛɪɚɡɢɦ ɜɧɟɲɧɢɟ ɫɢɥɵ ɢ ɦɨɦɟɧɬɵ ɫɢɫɬɟɦɵ: mɜɪ – ɜɪɚɳɚɸɳɢɣ ɦɨɦɟɧɬ; Ɋ1 – ɜɟɫ ɛɚɪɚɛɚɧɚ, Ɋ2 – ɜɟɫ ɝɪɭɡɚ, R1 ɢ R1' – ɫɨɫɬɚɜɥɹɸɳɢɟ ɪɟɚɤɰɢɢ ɨɫɢ ɛɚɪɚɛɚɧɚ, R2 – ɧɨɪɦɚɥɶɧɚɹ ɪɟɚɤɰɢɹ ɩɥɨɫɤɨɫɬɢ, Fɬɪ – ɫɢɥɚ ɬɪɟɧɢɹ ɩɪɢ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ɫɤɨɥɶɠɟɧɢɢ ɝɪɭɡɚ ɨ ɩɥɨɫɤɨɫɬɶ. ɍɱɢɬɵɜɚɹ,

ɱɬɨ R2 P2 , Fɬɪ = fP2, ɚ ɫɢɥɵ

Ɋ1, R1 ɢR1' ɩɪɢɥɨɠɟɧɵ ɜ ɬɨɱɤɟ, ɥɟɠɚɳɟɣ ɧɚ ɨɫɢ z, ɡɚɩɢɲɟɦ:

 

 

¦momZ (Fke ) mɜɪ

fP2 r .

 

 

 

 

 

(1)

Ƚɥɚɜɧɵɣ ɦɨɦɟɧɬ ɤɨɥɢɱɟɫɬɜ ɞɜɢɠɟɧɢɹ LZ ɞɚɧɧɨɣ ɫɢɫɬɟɦɵ

ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ ɧɟɩɨɞɜɢɠɧɨɣ ɨɫɢ z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pr2

P

P 2P

LZ L(Z1) L(Z2) JZΖ momZ (m2

v

2 )

 

1

 

r

 

2

Ζ r

1

2

r2Ζ .

 

 

 

 

2g

 

 

 

 

 

2g

g

 

 

ȼɡɹɜ ɩɪɨɢɡɜɨɞɧɭɸ LZ ɩɨ ɜɪɟɦɟɧɢ ɫ ɭɱɺɬɨɦ ɬɨɝɨ, ɱɬɨ

Ζ

Μ , ɢɦɟɟɦ

27

 

dL Z

 

 

P1 2P2

r 2Μ .

 

 

 

(2)

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

2g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dLZ

 

n

ɉɨɞɫɬɚɜɢɜ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɵ (1) ɢ (2) ɜ ɭɪɚɜɧɟɧɢɟ

 

¦momZ (Fke ) ɢ

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 1

ɪɟɲɢɜ ɟɝɨ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ Μ , ɩɨɥɭɱɢɦ ɢɫɤɨɦɵɣ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬ:

 

 

 

 

 

 

2g

 

 

 

 

 

Μ

 

 

(mɜɪ

fP2r).

 

 

 

(P 2P )r2

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

Ɂɚɞɚɱɚ ʋ 2. Ȼɚɬɶ Ɇ.ɂ. «Ɍɟɨɪɟɬɢɱɟɫɤɚɹ ɦɟɯɚɧɢɤɚ ɜ ɩɪɢɦɟɪɚɯ ɢ ɡɚɞɚɱɚɯ», ɬɨɦ 2, ɇɚɭɤɚ,1975.

ɇɚ ɛɨɤɨɜɨɣ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ ɤɪɭɝɥɨɝɨ ɤɨɧɭɫɚ ɫɢɦɦɟɬɪɢɱɧɨ ɪɚɫɩɨɥɨɠɟɧɵ ɞɜɚ ɝɪɭɡɚ, ɫɨɟɞɢɧɟɧɧɵɟ ɦɟɠɞɭ ɫɨɛɨɣ ɬɨɧɤɨɣ ɧɢɬɶɸ ɢ ɨɬɫɬɨɹɳɢɟ ɨɬ ɨɫɢ ɜɪɚɳɟɧɢɹ ɤɨɧɭɫɚ ɧɚ ɪɚɫɫɬɨɹɧɢɢ ɨɞɧɨɣ ɬɪɟɬɢ ɪɚɞɢɭɫɚ ɨɫɧɨɜɚɧɢɹ ɤɨɧɭɫɚ. Ʉɨɧɭɫ ɜɦɟɫɬɟ ɫ ɝɪɭɡɚɦɢ ɜɪɚɳɚɥɫɹ ɫ ɭɝɥɨɜɨɣ ɫɤɨɪɨɫɬɶɸ Ζ. ɉɨɫɥɟ ɜɧɟɡɚɩɧɨɝɨ ɪɚɡɪɵɜɚ ɧɢɬɢ ɝɪɭɡɵ ɧɚɱɚɥɢ ɨɩɭɫɤɚɬɶɫɹ ɩɨ ɧɚɩɪɚɜɥɹɸɳɢɦ ɛɨɤɨɜɨɣ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ ɤɨɧɭɫɚ. ȼɟɫ ɤɚɠɞɨɝɨ ɢɡ ɝɪɭɡɨɜ ɜ ɱɟɬɵɪɟ ɪɚɡɚ ɦɟɧɶɲɟ ɜɟɫɚ ɤɨɧɭɫɚ. Ɉɩɪɟɞɟɥɢɬɶ ɭɝɥɨɜɭɸ ɫɤɨɪɨɫɬɶ ɤɨɧɭɫɚ ɜ ɦɨɦɟɧɬ, ɤɨɝɞɚ ɝɪɭɡɵ ɞɨɫɬɢɝɧɭɬ ɨɫɧɨɜɚɧɢɹ ɤɨɧɭɫɚ. ɋɢɥɚɦɢ ɫɨɩɪɨɬɢɜɥɟɧɢɣ ɞɜɢɠɟɧɢɸ ɩɪɟɧɟɛɪɟɱɶ. Ƚɪɭɡɵ ɫɱɢɬɚɬɶ ɬɨɱɟɱɧɵɦɢ ɦɚɫɫɚɦɢ.

Ɋɟɲɟɧɢɟ.

ȼɡɹɜ ɧɚɱɚɥɨ ɤɨɨɪɞɢɧɚɬ ɜ ɧɢɠɧɟɣ ɨɩɨɪɟ Ⱥ ɨɫɢ ɤɨɧɭɫɚ, ɧɚɩɪɚɜɢɦ ɨɫɶ z ɩɨ ɨɫɢ ɜɪɚɳɟɧɢɹ ɤɨɧɭɫɚ. Ɉɛɨɡɧɚɱɢɦ: Ɋ – ɜɟɫ ɤɨɧɭɫɚ, r –ɪɚɞɢɭɫ ɨɫɧɨɜɚɧɢɹ ɤɨɧɭɫɚ.

ɂɡɨɛɪɚɡɢɦ ɜɧɟɲɧɢɟ ɫɢɥɵ ɦɚɬɟɪɢɚɥɶɧɨɣ ɫɢɫɬɟɦɵ, ɫɨɫɬɨɹɳɟɣ ɢɡ ɤɨɧɭɫɚ ɢ ɞɜɭɯ ɝɪɭɡɨɜ: Ɋ – ɜɟɫ ɤɨɧɭɫɚ, Ɋ1 ɢ Ɋ2 – ɜɟɫɚ ɝɪɭɡɨɜ, RȺx, RȺy, RȺz, RBx, Rȼy – ɫɨɫɬɚɜɥɹɸɳɢɟ ɪɟɚɤɰɢɣ ɨɩɨɪ Ⱥ ɢ ȼ.

ɉɪɢɦɟɧɢɦ ɬɟɨɪɟɦɭ ɨɛ ɢɡɦɟɧɟɧɢɢ ɦɨɦɟɧɬɚ ɤɨɥɢɱɟɫɬɜɚ

ɞɜɢɠɟɧɢɹ

ɫɢɫɬɟɦɵ

ɦɚɬɟɪɢɚɥɶɧɵɯ

ɬɨɱɟɤ

ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ ɨɫɢ z.

 

 

dLZ

n

 

 

¦momZ (Fke ) .

 

 

dt

 

 

k 1

 

28

Ɍɚɤ ɤɚɤ ɜɫɟ ɜɧɟɲɧɢɟ ɫɢɥɵ ɥɢɛɨ ɩɚɪɚɥɥɟɥɶɧɵ, ɥɢɛɨ ɩɟɪɟɫɟɤɚɸɬ ɨɫɶ ɜɪɚɳɟɧɢɹ z, ɬɨ ɫɭɦɦɚ ɦɨɦɟɧɬɨɜ ɜɫɟɯ ɜɧɟɲɧɢɯ ɫɢɥ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ ɨɫɢ z ɪɚɜɧɚ ɧɭɥɸ:

n

 

dLZ

 

 

¦ mom Z (Fke )

0 . Ɍɨ ɟɫɬɶ

0

ɢ, ɫɥɟɞɨɜɚɬɟɥɶɧɨ, L1Z L2Z . ɂɬɚɤ,

 

k 1

 

dt

 

ɢɦɟɟɬ ɦɟɫɬɨ ɫɥɭɱɚɣ ɫɨɯɪɚɧɟɧɢɹ ɩɪɨɟɤɰɢɢ ɦɨɦɟɧɬɚ ɤɨɥɢɱɟɫɬɜ ɞɜɢɠɟɧɢɹ

ɫɢɫɬɟɦɵ ɦɚɬɟɪɢɚɥɶɧɵɯ ɬɨɱɟɤ. ȼɨɫɩɨɥɶɡɨɜɚɜɲɢɫɶ ɮɨɪɦɭɥɨɣ

LZ

IZΖ ,

ɡɚɩɢɲɟɦ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L1Z

IZ1Ζ1 , L2Z

 

IZ2Ζ2 ,

ɝɞɟ

IZ1 , IZ2

– ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɟɧɧɨ ɦɨɦɟɧɬɵ ɢɧɟɪɰɢɢ ɜ

ɩɟɪɜɨɦ ɢ

ɜɨ

ɜɬɨɪɨɦ

ɩɨɥɨɠɟɧɢɢ

ɝɪɭɡɨɜ.

 

Ɍɚɤ ɤɚɤ L1Z L2Z ɢ

L1Z

IZ1Ζ1 ,

 

 

 

 

I1

Ζ I 2Ζ

 

 

Ζ2

I

1

Ζ1

 

 

 

L2

I 2Ζ

 

, ɬɨ

 

, ɨɬɤɭɞɚ

 

Z

.

 

 

2

2

 

2

 

 

Z

Z

Z

1

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IZ

 

 

 

Ɉɫɬɚɟɬɫɹ ɜɵɱɢɫɥɢɬɶ ɦɨɦɟɧɬ ɢɧɟɪɰɢɢ ɫɢɫɬɟɦɵ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ ɨɫɢ z. Ɍɚɤ ɤɚɤ ɦɚɬɟɪɢɚɥɶɧɚɹ ɫɢɫɬɟɦɚ ɫɨɫɬɨɢɬ ɢɡ ɤɨɧɭɫɚ ɢ ɞɜɭɯ ɝɪɭɡɨɜ, ɬɨ ɦɨɦɟɧɬ ɢɧɟɪɰɢɢ ɫɢɫɬɟɦɵ ɪɚɜɟɧ ɫɭɦɦɟ ɦɨɦɟɧɬɨɜ ɢɧɟɪɰɢɢ ɤɨɧɭɫɚ ɢ ɝɪɭɡɨɜ.

Ɇɨɦɟɧɬ ɢɧɟɪɰɢɢ ɤɨɧɭɫɚ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ ɨɫɢ z ɪɚɜɟɧ

3

 

P

r 2 .

 

 

 

10 g

ɋɱɢɬɚɹ ɝɪɭɡɵ ɬɨɱɟɱɧɵɦɢ ɦɚɫɫɚɦɢ, ɢɦɟɟɦ ɞɥɹ ɧɚɱɚɥɶɧɨɝɨ ɢ ɤɨɧɟɱɧɨɝɨ ɩɨɥɨɠɟɧɢɣ ɝɪɭɡɨɜ

1 3

 

P

 

2

 

P § r

·2

16 P

 

2

2

 

3 P

2

 

P

2

4P 2

IZ

 

 

 

 

r

 

2

 

¨

 

¸

 

 

 

r

,

IZ

 

 

 

 

 

r

 

2

 

r

 

 

 

 

r .

10

 

g

 

 

 

45 g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4g ©3

¹

 

 

 

10g

 

 

4g

 

5 g

ɂɫɩɨɥɶɡɭɹ ɧɚɣɞɟɧɧɵɟ ɡɧɚɱɟɧɢɹ, ɩɨɥɭɱɢɦ Ζ2

 

 

 

4

Ζ1 .

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§10. Ɍɟɨɪɟɦɚ ɨɛ ɢɡɦɟɧɟɧɢɢ ɤɢɧɟɬɢɱɟɫɤɨɣ ɷɧɟɪɝɢɢ

Ʉɢɧɟɬɢɱɟɫɤɭɸ ɷɧɟɪɝɢɸ ɦɚɬɟɪɢɚɥɶɧɨɣ ɫɢɫɬɟɦɵ ɨɩɪɟɞɟɥɹɸɬ ɮɨɪɦɭɥɨɣ

n

m v2

T ¦

k k

.

2

k 1

 

Ⱦɥɹ ɫɢɫɬɟɦ, ɫɨɜɟɪɲɚɸɳɢɯ ɫɥɨɠɧɨɟ ɞɜɢɠɟɧɢɟ, ɤɢɧɟɬɢɱɟɫɤɭɸ ɷɧɟɪɝɢɸ ɨɩɪɟɞɟɥɹɸɬ ɩɨ ɮɨɪɦɭɥɟ Ʉɺɧɢɝɚ

 

Mv2

T

C

Tc,

2

 

 

ɝɞɟ T c– ɤɢɧɟɬɢɱɟɫɤɚɹ ɷɧɟɪɝɢɹ ɫɢɫɬɟɦɵ ɜ ɟɟ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨɦ ɞɜɢɠɟɧɢɢ ɩɨ ɨɬɧɨɲɟɧɢɸ ɤ ɩɨɫɬɭɩɚɬɟɥɶɧɨ ɞɜɢɠɭɳɟɣɫɹ ɫɢɫɬɟɦɟ ɤɨɨɪɞɢɧɚɬ ɫ ɧɚɱɚɥɨɦ ɜ ɰɟɧɬɪɟ ɢɧɟɪɰɢɢ. (Ɂɞɟɫɶ ɢ ɞɚɥɟɟ ɩɨɞ ɰɟɧɬɪɨɦ ɢɧɟɪɰɢɢ ɩɨɧɢɦɚɟɦ ɰɟɧɬɪ ɦɚɫɫ).

Ⱦɥɹ ɬɜɟɪɞɨɝɨ ɬɟɥɚ, ɞɜɢɠɭɳɟɝɨɫɹ ɩɨɫɬɭɩɚɬɟɥɶɧɨ,

29

 

 

 

Mv2

 

 

 

 

T

 

 

C

,

 

 

 

 

2

 

 

ɝɞɟ M – ɦɚɫɫɚ ɬɟɥɚ;

vC

– ɫɤɨɪɨɫɬɶ ɰɟɧɬɪɚ ɢɧɟɪɰɢɢ (ɢɥɢ ɥɸɛɨɣ ɞɪɭɝɨɣ ɬɨɱɤɢ).

Ⱦɥɹ ɬɜɟɪɞɨɝɨ ɬɟɥɚ, ɜɪɚɳɚɸɳɟɝɨɫɹ ɜɨɤɪɭɝ ɨɫɢ,

T

 

 

JZΖ2

 

 

 

 

2

,

 

 

ɝɞɟ JZ

 

 

– ɦɨɦɟɧɬ ɢɧɟɪɰɢɢ ɬɟɥɚ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ ɨɫɢ ɜɪɚɳɟɧɢɹ,

Ζ – ɭɝɥɨɜɚɹ ɫɤɨɪɨɫɬɶ.

Ⱦɥɹ ɨɛɳɟɝɨ ɫɥɭɱɚɹ ɞɜɢɠɟɧɢɹ ɬɜɟɪɞɨɝɨ ɬɟɥɚ (ɜ ɬɨɦ ɱɢɫɥɟ ɢ ɞɥɹ ɩɥɨɫɤɨɝɨ

ɞɜɢɠɟɧɢɹ)

 

 

 

 

T

 

 

MvC2

 

JCΖ 2

 

 

 

,

2

2

ɝɞɟ JC – ɦɨɦɟɧɬ ɢɧɟɪɰɢɢ ɬɟɥɚ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ ɦɝɧɨɜɟɧɧɨɣ ɨɫɢ, ɩɪɨɯɨɞɹɳɟɣ ɱɟɪɟɡ ɰɟɧɬɪ ɢɧɟɪɰɢɢ (ɞɥɹ ɩɥɨɫɤɨɝɨ ɞɜɢɠɟɧɢɹ ɷɬɚ ɨɫɶ ɩɟɪɩɟɧɞɢɤɭɥɹɪɧɚ ɩɥɨɫɤɨɫɬɢ ɞɜɢɠɟɧɢɹ);

Ζ – ɦɝɧɨɜɟɧɧɚɹ ɭɝɥɨɜɚɹ ɫɤɨɪɨɫɬɶ.

ɗɥɟɦɟɧɬɚɪɧɭɸ ɪɚɛɨɬɭ ɫɢɥɵ, ɩɪɢɥɨɠɟɧɧɨɣ ɤ ɦɚɬɟɪɢɚɥɶɧɨɣ ɬɨɱɤɟ, ɧɚ ɛɟɫɤɨɧɟɱɧɨ ɦɚɥɨɦ ɩɟɪɟɦɟɳɟɧɢɢ ɨɩɪɟɞɟɥɹɸɬ ɮɨɪɦɭɥɨɣ

ΓA F dr Fdscos(F,Ω ) Fx dx Fy dy Fz dz .

Ɋɚɛɨɬɚ ɫɢɥɵ ɧɚ ɤɨɧɟɱɧɨɦ ɩɟɪɟɦɟɳɟɧɢɢ ɦɚɬɟɪɢɚɥɶɧɨɣ ɬɨɱɤɢ

A ³

 

 

 

³FΩ ds

³(Fx dx Fy dy Fzdz) .

Fdr

 

 

L

L

L

Ɋɚɛɨɬɚ ɩɨɫɬɨɹɧɧɨɣ ɫɢɥɵ ɧɚ ɩɪɹɦɨɥɢɧɟɣɧɨɦ ɭɱɚɫɬɤɟ ɩɭɬɢ s

AFscos(F,s) .

Ɋɚɛɨɬɚ ɫɢɥ ɬɹɠɟɫɬɢ ɥɸɛɨɣ ɫɢɫɬɟɦɵ

A12 (P) P(zC1 zC2 ) ,

ɝɞɟ P – ɜɟɫ ɜɫɟɣ ɫɢɫɬɟɦɵ;

zC1 ɢ zC2 – ɚɩɩɥɢɤɚɬɵ ɰɟɧɬɪɚ ɢɧɟɪɰɢɢ ɜ ɧɚɱɚɥɶɧɨɦ ɢ ɤɨɧɟɱɧɨɦ ɩɨɥɨɠɟɧɢɹɯ ɫɢɫɬɟɦɵ.

Ɋɚɛɨɬɚ ɭɩɪɭɝɨɣ ɫɢɥɵ Fx cx ɩɪɢ ɩɪɹɦɨɥɢɧɟɣɧɨɦ ɩɟɪɟɦɟɳɟɧɢɢ ɬɨɱɤɢ

A12

c

x12

x22 ,

2

 

 

 

ɝɞɟ x1 x2 ɤɨɨɪɞɢɧɚɬɵ ɧɚɱɚɥɶɧɨɝɨ ɢ ɤɨɧɟɱɧɨɝɨ ɩɨɥɨɠɟɧɢɣ

ɗɥɟɦɟɧɬɚɪɧɭɸ ɪɚɛɨɬɭ ɫɢɥ, ɩɪɢɥɨɠɟɧɧɵɯ ɤ ɬɜɟɪɞɨɦɭ ɬɟɥɭ, ɩɟɪɟɦɟɳɚɸɳɟɦɭɫɹ ɩɪɨɢɡɜɨɥɶɧɨ, ɨɩɪɟɞɟɥɹɸɬ ɩɨ ɮɨɪɦɭɥɟ

ΓA >R vO MOΖ dt ,

30

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