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

kalashnikov_tom_1

.pdf
Скачиваний:
50
Добавлен:
11.06.2015
Размер:
3.79 Mб
Скачать

21.3. ¢§ ¨¬®®â­®è¥­¨ïå ¬¥¦¤ã § ©æ ¬¨ ¨ ¢®«ª ¬¨

481

¨á. 21.3: à¨¢ë¥ ¢§ ¨¬­®© § ¢¨á¨¬®á⨠ç¨á«¥­­®á⨠¯®¯ã«ï権 ¦¥à⢠¨ å¨é­¨ª®¢ ¤«ï âà¥å à §«¨ç­ëå ­ ç «ì­ëå ãá«®¢¨©. ®çª ¢ 業âॠ£à 䨪 | áâ æ¨®­ à­®¥ á®áâ®ï­¨¥ ¯®¯ã«ï権.

¬¥­ìè¥ ¨ ¢ ¯à¥¤¥«ì­®¬ á«ãç ¥ x0 = 1 y0 = 1 áâ¢ îâáï ¢ â®çªã, á®®â- ¢¥вбв¢гойго бв ж¨®­ а­®¬г а¥и¥­¨о (â ª¦¥ ¯®ª § ­ ­ à¨á. 21.3).

áᬠâਢ ï à¨á. 21.3, ¬®¦­® § ¬¥â¨âì, çâ® ¯à¨ à ¢­®¢¥á­®¬ §­ - 祭¨¨ ç¨á«¥­­®á⨠¦¥à⢠x = x ç¨á«¥­­®áâì å¨é­¨ª®¢ y ¤®á⨣ ¥â

᢮¨å ¬ ªá¨¬ «ì­®£® ¨ ¬¨­¨¬ «ì­®£® §­ 祭¨©. ­ «®£¨ç­®, ç¨á«¥­- ­®áâì ¯®¯ã«ï樨 ¦¥à⢠x ¤®á⨣ ¥â ᢮¥£® ¬¨­¨¬ «ì­®£® ¨ ¬ ªá¨¬ «ì- ­®£® §­ 祭¨© ¯à¨ áâ æ¨®­ à­®¬ §­ 祭¨¨ ç¨á«¥­­®á⨠¯®¯ã«ï樨 å¨é- ­¨ª®¢ y = y .

ਢ¥¤¥­­ë¥ ¯à¨¬¥àë ¤¥¬®­áâà¨àãîâ, çâ® ¢ ¯à¨à®¤¥ ¯à ªâ¨ç¥áª¨ ­¥- ¢®§¬®¦­ë áâ æ¨®­ à­ë¥ á®áâ®ï­¨ï, ¢®§­¨ª î騥 à §¢¥ çâ® á«ãç ©­®.®а¬®© бª®а¥¥ п¢«повбп ¯¥а¨®¤¨з¥бª¨¥ ª®«¥¡ ­¨п ¢®ªаг£ бв ж¨®­ а­ле §­ з¥­¨©, â® ¥áâì ¤¨­ ¬¨ç¥áª®¥ à ¢­®¢¥á¨¥. ®à¬ «ì­® ¨§ ­ è¨å १ã«ì- â ⮢ á«¥¤ã¥â, çâ® ¯®¯ã«ïæ¨ï § ©æ¥¢ ­¥ ¤®«¦­ ¨á祧­ãâì ¨§-§ ¯¯¥â¨â ¢®«ª®¢ | à¥è¥­¨ï ­¨£¤¥ ­¥ ®¡à é îâáï ¢ ­®«ì. ® ®­¨ ¬®£ãâ ¯®¤å®¤¨âì ᪮«ì 㣮¤­® ¡«¨§ª® ª ­ã«î, â.¥. ¯à¨ ᫨誮¬ ¡®«ì讬 ª®«¨ç¥á⢥ å¨é- ­¨ª®¢ § ©æ ¬ £à®§¨â ¯®«­®¥ ã­¨ç⮦¥­¨¥. ª ¦¥¬, ¥á«¨ ¢ «¥áã ®áâ ¥âáï ¯ à § ©æ¥¢, â® ¤¥«® á«ãç ©­®áâ¨, ¤ ¤ãâ «¨ ®­¨ ¤®áâ â®ç­® ¯®â®¬á⢠¤«ï ­®¢®£® ¢¨âª ¯¥à¨®¤¨ç¥áª®£® ¯à®æ¥áá .

¬¥â¨¬ ¢ § ª«î祭¨¥, çâ® ®¡®¡é¥­¨¥ ãà ¢­¥­¨© ®âª¥- ®«ìâ¥àà ­ âਠ¨ ¡®«¥¥ ¯®¯ã«ï権 ¯à¨¬¥­ï¥âáï ¢ à §­ëå ®¡« áâïå ­ 㪨 (¢ ç áâ­®- áâ¨, ¢ íª®­®¬¨ª¥).

« ¢ 22

®«­®¢ë¥ ¯à®æ¥ááë

¯à¥¤ë¤ãé¨å £« ¢ å ¨§ãç «¨áì ª®«¥¡ ­¨ï ¢ á¨á⥬ å á ®¤­®©, ¬ ª- á¨¬ã¬ á ¤¢ã¬ï á⥯¥­ï¬¨ ᢮¡®¤ë. ¥¯¥àì ¬ë ¯¥à¥å®¤¨¬ ª á¨á⥬ ¬ á ¡¥áª®­¥ç­ë¬ ç¨á«®¬ á⥯¥­¥© ᢮¡®¤ë. ਬ¥à ¬¨ ¬®£ãâ á«ã¦¨âì ª®- «¥¡ ­¨ï ¢ £ §®¢®© á।¥, ª®«¥¡ ­¨ï ⢥à¤ëå ⥫, ­ âï­ã⮩ áâàã­ë

¨ â.¯. ® ¢á¥å íâ¨å ¯à¨¬¥à å ª®«¥¡ ­¨ï ¢®§¬®¦­ë ¢ ª ¦¤®© â®çª¥ áà¥¤ë ¨«¨ ⥫ , ª®â®àãî ¬®¦­® à áᬠâਢ âì ª ª ®á樫«ïâ®à. ®á¥¤­¨¥ ®á- 樫«ïâ®àë á¢ï§ ­ë ¬¥¦¤ã ᮡ®©, â ª çâ® ¬¥¦¤ã ­¨¬¨ ¢®§¬®¦­ë ¯à®æ¥ááë ¯¥à¥¤ ç¨ í­¥à£¨¨. â ª¨å á«ãç ïå £®¢®àïâ ® à á¯à®áâà ­ïî饩áï ¢®«­¥.

22.1®«­ë ¢ ã¯à㣨å á। å

®«¥¡ ­¨ï áâàã­ë

áᬮâਬ ¬ «ë¥ ª®«¥¡ ­¨ï áâàã­ë, ­ âï­ã⮩ ᨫ®© T ¢¤®«ì ®á¨ x.ந§¢®«ì­ ï â®çª áâàã­ë á ª®®à¤¨­ ⮩ x ¢ ¬®¬¥­â ¢à¥¬¥­¨ t ᬥé - ¥âáï ­ ¢¥ªâ®à ~u(x t). £à ­¨ç¨¬áï ¯à®á⥩訬 ª®«¥¡ ⥫ì­ë¬ ¯à®æ¥á- ᮬ, ª®£¤ ¢á¥ ¢¥ªâ®àë ᬥ饭¨ï ~u(x t) ¢ «î¡®© ¬®¬¥­â ¢à¥¬¥­¨ ¯¥à- ¯¥­¤¨ªã«ïà­ë ®á¨ x ¨ «¥¦ â ¢ ®¤­®© ¯«®áª®áâ¨. ®£¤ ᬥ饭¨ï â®ç¥ª áâàã­ë ¬®¦­® ®¯¨á âì ®¤­®© ä㭪樥© u(x t), å à ªâ¥à¨§ãî饩 ¢¥àâ¨-

ª«ì­®¥ ¯¥à¥¬¥é¥­¨¥ áâàã­ë (à¨á. 22.1).

¯à殮­¨ï, ¢®§­¨ª î騥 ¢ áâàã­¥, ­ ¯à ¢«¥­ë ¯® ª á ⥫ì­ë¬ ª

¥¥ ¬£­®¢¥­­®¬ã ¯à®ä¨«î. ë ¡ã¤¥¬ à áᬠâਢ âì ¬ «ë¥ ª®«¥¡ ­¨ï, ª®£¤ ¬®¦­® ¯à¥­¥¡à¥çì 㤫¨­¥­¨¥¬ áâàã­ë ¨ ¢®§­¨ª î騬¨ ¯à¨ í⮬ ¤®¯®«­¨â¥«ì­ë¬¨ ᨫ ¬¨ ã¯à㣮áâ¨. ®£¤ ­ â殮­¨¥ áâàã­ë ¬®¦­® áç¨â âì ¯®áâ®ï­­ë¬ ¤«ï ¢á¥å ¢à¥¬¥­ t ¨ â®ç¥ª x. 뤥«¨¬ í«¥¬¥­â áâàã­ë, «¥¦ 騩 ¬¥¦¤ã ª®®à¤¨­ â ¬¨ x ¨ x + x. áᬮâਬ â®çªã x. ­£¥­á ­ ª«®­ ᨫë T , ¤¥©áâ¢ãî饩 ­ íâ®â ªà © í«¥¬¥­â , à ¢¥­

482

22.1. ®«­ë ¢ ã¯à㣨å á। å

483

 

 

¨á. 22.1: ®«¥¡ ­¨ï áâàã­ë.

tg ' = u0(x t)

(èâà¨å ®§­ ç ¥â ¯à®¨§¢®¤­ãî ¯® ª®®à¤¨­ â¥). ¥àâ¨-

ª «ì­ ï ª®¬¯®­¥­â

ᨫë à ¢­ Ty(x t) = T sin '. ª ª ª 㣮« ' ¬ «,

tg ' ' sin '.

®£¤ Ty(x t) = T u0(x t). ­ «®£¨ç­®, ¢¥à⨪ «ì-

­ ï ª®¬¯®­¥­â

á¨«ë ­ â殮­¨ï áâàã­ë, ¤¥©áâ¢ãî饩 ­ ¤à㣮¬ ª®­æ¥

¢ë¤¥«¥­­®£® í«¥¬¥­â , à ¢­ Ty(x + x t) = T u0(x + x t). ¢­®¤¥©- áâ¢ãîé ï íâ¨å ᨫ à ¢­

dF = T (u0(x + x t) ; u0(x t)) T u00(x t) x:

 

¬¥â¨¬, çâ® £®à¨§®­â «ì­ë¥ ª®¬¯®­¥­âë á¨«ë ­ â殮­¨ï Tx = T cos '

T ­¥ § ¢¨áï⠮⠯®«®¦¥­¨ï â®çª¨ ¨ ¯®â®¬ã ¨å à ¢­®¤¥©áâ¢ãîé ï à ¢­

 

­ã«î. â® ®§­ ç ¥â, çâ® í«¥¬¥­âë áâàã­ë ¤¢¨¦ãâáï ⮫쪮 ¢ ¢¥àâ¨- ª «ì­®¬ ­ ¯à ¢«¥­¨¨.

᫨ «¨­¥©­ ï ¯«®â­®áâì (¬ áá ¥¤¨­¨æë ¤«¨­ë) áâàã­ë à ¢­ , â®

¬ áá í«¥¬¥­â à ¢­ m = x. ¯¨áë¢ ¥¬ ãà ¢­¥­¨¥ ¢â®à®£® § ª®­ìîâ®­ ¤«ï ¢¥à⨪ «ì­®£® ᬥ饭¨ï í«¥¬¥­â áâàã­ë: m u(x t) = dF (§¤¥áì â®çª ®§­ ç ¥â ¯à®¨§¢®¤­ãî ¯® ¢à¥¬¥­¨). ®¤áâ ¢«ïï áî¤

¢ëà ¦¥­¨¥ ¤«ï ᨫë dF , ¯®«ãç ¥¬ ãà ¢­¥­¨¥ ¤¢¨¦¥­¨ï áâàã­ë:

u(x t) = T u00(x t):

â® ãà ¢­¥­¨¥ ¬®¦­® ¯¥à¥¯¨á âì ¢ ¢¨¤¥:

@2

1 @2

 

T

 

 

u(x t) ;

 

 

 

u(x t) = 0

v = s

:

@x2

v2

@t2

¯à¥¤¥«¨¬ à §¬¥à­®áâì ¢¥«¨ç¨­ë v. §¬¥à­®áâì ᨫë à §¬¥à­®áâì «¨­¥©­®© ¯«®â­®á⨠[ ] = ML;1. âáî¤ :

[v] = pMLT;2=ML;1 = LT;1

â.¥. v ¨¬¥¥â à §¬¥à­®áâì ᪮à®áâ¨.

(22.1)

(22.2)

[T] = MLT ;2,

484

« ¢ 22. ®«­®¢ë¥ ¯à®æ¥ááë

®«¥¡ ­¨ï ¢ ¨¤¥ «ì­®¬ £ §¥

áᬮâਬ ª®«¥¡ ­¨ï ¢ £ §¥, ¯à®¨á室ï騥 ¢¤®«ì ®¤­®© ®á¨ x. ®â«¨- 稥 ®â áâàã­ë ç áâ¨æë £ § ᬥé îâáï §¤¥áì ¢ ¯à®¤®«ì­®¬ ­ ¯à ¢«¥­¨¨, ¨ ¢¥«¨ç¨­ë ᬥ饭¨ï ¬ë ¡ã¤¥¬ ®¡®§­ ç âì ⥬ ¦¥ ᨬ¢®«®¬ u(x t).

¨á. 22.2: ®«¥¡ ­¨ï ¢ £ §¥.

áᬮâਬ í«¥¬¥­â à­ë© ®¡ê¥¬ £ § , ®£à ­¨ç¥­­ë© á¥ç¥­¨ï¬¨ 1 ¨ 2, ­ 室ï騬¨áï ¢ â®çª¥ á ª®®à¤¨­ â ¬¨ x ¨ x+ x (à¨á. 22.2). áá £ § ¢ ®¡ê¥¬¥ à ¢­ m = S x, £¤¥ | ¯«®â­®áâì £ § , S | ¯«®é ¤ì ¯®¯¥à¥ç­®£® á¥ç¥­¨ï. áâ æ¨®­ à­®¬ á®áâ®ï­¨¨ ¤ ¢«¥­¨¥ £ § à ¢­® p.

ਠª®«¥¡ ­¨ïå ®¡ê¥¬ á¬¥é ¥âáï ¢ ­®¢®¥ ¯®«®¦¥­¨¥ ¬¥¦¤ã á¥ç¥­¨- ﬨ 10 ¨ 20 á ª®®à¤¨­ â ¬¨ x + u(x t) ¨ x + x + u(x + x t) x + u(x t)+ x [1+u0(x t)]: ¡ê¥¬ £ § ¢ ­®¢®¬ ¯®«®¦¥­¨¨ áâ ­®¢¨âáï à ¢­ë¬ S x [1 + u0(x t)], ¤ ¢«¥­¨¥ ¢ ­¥¬ | p~. ©¤¥¬ íâ® ¤ ¢«¥­¨¥. ®«¥¡ - ⥫ì­ë¥ ¯à®æ¥ááë ¢ £ § å ¯à®¨á室ïâ ¤®áâ â®ç­® ¡ëáâà®, â ª çâ® ¬®¦­® áç¨â âì, çâ® í«¥¬¥­â à­ë© ®¡ê¥¬ ­¥ ãᯥ¢ ¥â ®¡¬¥­¨¢ âìáï ⥯«®â®© á

á®á¥¤­¨¬¨ ®¡ê¥¬ ¬¨.

­ ç¨â, ¯à®æ¥áá ¬®¦­® áç¨â âì

¤¨ ¡ â­ë¬. -

¯¨áë¢ ¥¬ ãà ¢­¥­¨¥ í⮣® ¯à®æ¥áá :

 

p (S x) = p~ (S x [1 + u0(x t)])

(22.3)

®âªã¤

 

 

 

 

p

 

p~ =

 

p[1 ; u0(x t)]:

(22.4)

[1 + u0(x t)]

¤¥áì | ¯®ª § ⥫ì

¤¨ ¡ âë, § ¢¨áï騩 ®â ¢¨¤ £ § . ë ¨á¯®«ì§®-

¢ «¨ â ª¦¥ ¬ «®áâì ᬥ饭¨ï u, § ¯¨á ¢

 

1

1

 

[1 + u0(x t)] 1 + u0(x t) 1 ; u0(x t):

22.1. ®«­ë ¢ ã¯à㣨å á। å

485

®áâ ¢¨¬ ⥯¥àì ãà ¢­¥­¨¥ ¤¢¨¦¥­¨ï í«¥¬¥­â à­®£® ®¡ê¥¬ . £® ã᪮-

७¨¥ à ¢­® u(x t), ¨« , ¤¥©áâ¢ãîé ï ­

®¡ê¥¬, ®¯à¥¤¥«ï¥âáï à §­®-

áâìî ¤ ¢«¥­¨© ¢ á¥ç¥­¨ïå 10 ¨ 20:

 

 

 

 

 

 

 

F = S [~p10 ; p~20 ] ;p~0 S x:

 

 

(22.5)

®¤áâ ¢«ïï áî¤

¢ëà ¦¥­¨¥ ¤«ï ¤ ¢«¥­¨ï p~, ­ 室¨¬:

 

 

 

 

 

F = pu00(x t) S x:

 

 

(22.6)

¯¨áë¢ ¥¬ ⥯¥àì ãà ¢­¥­¨¥ ¢â®à®£® § ª®­

ìîâ®­

mu = F:

 

 

S x u(x t) = pu00(x t) S x:

 

 

(22.7)

â® ãà ¢­¥­¨¥ ¬®¦­® ¯à¥¤áâ ¢¨âì ¢ ¢¨¤¥:

 

 

 

 

 

@2

1 @2

 

 

 

 

 

 

 

v = r

p

 

 

 

u(x t) ;

 

 

 

u(x t) = 0

:

(22.8)

 

@x2

v2

@t2

¥«¨ç¨­ v ¨¬¥¥â à §¬¥à­®áâì ᪮à®áâ¨. à ¢­¥­¨¥ ª®«¥¡ ­¨© £ § á®- ¢¯ «® á ãà ¢­¥­¨¥¬ ª®«¥¡ ­¨© áâàã­ë, å®âï ®­¨ ®¯¨áë¢ îâ ¯à®æ¥ááë ¢ ᮢ¥à襭­® à §«¨ç­ëå 䨧¨ç¥áª¨å á¨á⥬ å.

®«¥¡ ­¨ï ¢ ⢥à¤ëå ⥫ å

®«¥¡ ⥫ì­ë¥ ¯à®æ¥ááë ¢ ⢥à¤ëå ⥫ å ¯®å®¦¨ ­ ª®«¥¡ ­¨ï ¢ £ § å.

ãáâì à¨á. 22.2 ¯à¥¤áâ ¢«ï¥â ⥯¥àì ¤¥ä®à¬ æ¨î ⢥म£® ⥫ . â­®- á¨â¥«ì­ ï ¤¥ä®à¬ æ¨ï í«¥¬¥­â à­®£® ®¡ê¥¬ ¯à¨ ᬥ饭¨¨ u à ¢­

=

u

= u0(x t):

(22.9)

x

 

 

 

®£« á­® § ª®­ã 㪠, íâ® ¯à¨¢®¤¨â ª ¯®ï¢«¥­¨î ã¯à㣮© ᨫë

F = SE = SEu0(x t)

(22.10)

£¤¥ E | ª®íä䍿¨¥­â (¬®¤ã«ì ­£ ), å à ªâ¥à¨§ãî騩 ¦¥á⪮áâì á।ë.¢­®¤¥©áâ¢ãîé ï ᨫ ã¯à㣮áâ¨, ¤¥©áâ¢ãîé¨å ¢ á¥ç¥­¨ïå 10 ¨ 20 à ¢­ :

F = F20 ; F10 = SEu00(x t) x:

(22.11)

¯¨áë¢ ï ¢â®à®© § ª®­ ìîâ®­ :

 

S x u(x t) = SEu00(x t) x

(22.12)

486

« ¢ 22. ®«­®¢ë¥ ¯à®æ¥ááë

­ 室¨¬ ãà ¢­¥­¨¥ ª®«¥¡ ­¨© ¢ ⢥म¬ ⥫¥:

@2

 

1

@2

 

E

 

 

 

 

u(x t) ;

 

 

 

u(x t) = 0

v = s

:

(22.13)

 

@x2

v2

@t2

§¬¥à­®áâì ¬®¤ã«ï ­£

ᮢ¯ ¤ ¥â á à §¬¥à­®áâìî ¤ ¢«¥­¨ï, â ª çâ®

v ®¯ïâì-â ª¨ ¨¬¥¥â à §¬¥à­®áâì ᪮à®áâ¨.

 

 

 

¤¥áì ¬ë à áᬠâਢ «¨ ¯à®¤®«ì­ë¥ ᬥ饭¨ï ¢ ⢥म¬ ⥫¥. ®â«¨ç¨¥ ®â £ §®¢, ã¯à㣨¥ á¨«ë ¢®§­¨ª îâ ¢ ⢥à¤ëå ⥫ å ¨ ¯à¨ ¤¥- ä®à¬ 樨 ᤢ¨£ . à ¢­¥­¨¥ ¤«ï â ª¨å ¯®¯¥à¥ç­ëå ª®«¥¡ ­¨© ¨¬¥¥â â®â ¦¥ ¢¨¤ (22.13), ­® ¢¬¥áâ® ¬®¤ã«ï ­£ ¢ ¢ëà ¦¥­¨¨ ¤«ï v ¡ã¤¥â áâ®ïâì â.­. ¬®¤ã«ì ᤢ¨£ G:

v= sG:

22.2¥è¥­¨¥ ¢®«­®¢®£® ãà ¢­¥­¨ï

à ¢­¥­¨¥, ®¯¨áë¢ î饥 ª®«¥¡ ­¨ï à §«¨ç­ëå ã¯à㣨å á।, ¥âáï ¢®«­®¢ë¬ ãà ¢­¥­¨¥¬. ¯¨è¥¬ ¥£® ä®à¬ «ì­® ¢ ¢¨¤¥:

@2

u(x t) ;

1 @2

u(x t) =

 

@x2

v2

 

@t2

@ 1 @

 

@

 

1 @

 

=

 

; v

 

 

 

+ v

 

u(x t) = 0:

@x

@t

@x

@t

(22.14)

­ §ë¢ -

(22.15)

¢¥¤¥¬ ⥯¥àì ¢¬¥áâ® x t ­®¢ë¥ ¯¥à¥¬¥­­ë¥:

 

= x ; vt = x + vt

 

x

=

+

 

t =

;

:

(22.16)

 

 

2

 

 

2v

 

 

ந§¢®¤­ë¥ ¯® ­®¢ë¬ ¯¥à¥¬¥­­ë¬ ¢ëà ¦ îâáï ¯® áâ ­¤ àâ­ë¬ ¯à - ¢¨« ¬ ¤¨ää¥à¥­æ¨à®¢ ­¨ï á«®¦­®© ä㭪樨:

@

 

@x @

 

 

@t @

 

1

@

 

1 @

 

 

 

 

 

=

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

; v

 

 

 

 

@

@ @x

@ @t

2

@x

@t

 

@

 

@x @

 

 

@t @

 

1

@

 

1 @

 

 

 

 

=

 

 

+

 

 

 

 

 

=

 

 

 

+ v

 

:

(22.17)

@

@ @x

 

@ @t

2

@x

@t

22.2. ¥è¥­¨¥ ¢®«­®¢®£® ãà ¢­¥­¨ï

487

âáî¤ á«¥¤ã¥â, çâ® ãà ¢­¥­¨¥ (22.15) ¢ ­®¢ëå ¯¥à¥¬¥­­ëå § ¯¨áë¢ ¥âáï ¢ ¢¨¤¥:

@ @

 

@ @ u = 0:

(22.18)

§ ¯à®¨§¢®¤­ ï ¯® à ¢­ ­ã«î, â® @u=@ ­¥ § ¢¨á¨â ®â í⮩ ¯¥à¥¬¥­- ­®© ¨, áâ «® ¡ëâì, ï¥âáï ⮫쪮 ­¥ª®© ä㭪樥© w ⮫쪮 ®â ¯¥à¥- ¬¥­­®© :

@

u = w( ):

(22.19)

 

 

 

@

­â¥£à¨à㥬 ⥯¥àì íâ® ãà ¢­¥­¨¥:

 

u = Z w( ) d + ':

(22.20)

¥à¢®¥ á« £ ¥¬®¥ ¢ ¯à ¢®© ç á⨠ï¥âáï ⮫쪮 ä㭪樥© ¯¥à¥¬¥­­®©

, ª®â®àãî ¬ë ®¡®§­ 稬 ª ª f( ). â®à®¥ á« £ ¥¬®¥ | ¯®áâ®ï­­ ï ¨­â¥- £à¨à®¢ ­¨ï. ­ ­¥ § ¢¨á¨â ®â , ïïáì, áâ «® ¡ëâì, ä㭪樥© ⮫쪮

¯¥à¥¬¥­­®© : ' = '( ).

ë ¯®«ã稫¨, çâ® à¥è¥­¨¥ ¢®«­®¢®£® ãà ¢­¥­¨ï ¨¬¥¥â ¢¨¤: u = f( )+ '( ). ®¤áâ ¢«ïï áî¤ ¢ëà ¦¥­¨ï (22.16), ¬ë ¢®§¢à é ¥¬áï ª ¯à¥¦­¨¬ ¯¥à¥¬¥­­ë¬ x t:

u(x t) = f(x ; vt) + '(x + vt):

(22.21)

㭪樨 f ¨ ' | ᮢ¥à襭­® ¯à®¨§¢®«ì­ë ¨ ¤®«¦­ë ¡ëâì ®¯à¥¤¥«¥­ë ¨§ ­ ç «ì­ëå ãá«®¢¨©.

¨á. 22.3: ¢¨¦¥­¨¥ ¢®«­®¢®£® ¯ ª¥â f(x ; vt).

¡á㤨¬ 䨧¨ç¥áª¨© á¬ëá« ¯®«ã祭­ëå à¥è¥­¨©.

ç « ¯¥à¢ë¬ á« £ ¥¬ë¬. ãáâì u(x t) = f(x ; vt). t = 0 äã­ªæ¨ï f(x) § ¤ ¥â à á¯à¥¤¥«¥­¨¥ ᬥ饭¨©

£à ­¨ç¨¬áï á­ -¬®¬¥­â ¢à¥¬¥­¨ (¯à®ä¨«ì áâàã­ë,

488 « ¢ 22. ®«­®¢ë¥ ¯à®æ¥ááë

¤¥ä®à¬ æ¨î ⢥म£® ⥫ , à á¯à¥¤¥«¥­¨¥ ¤ ¢«¥­¨ï ¨«¨ ç áâ¨æ ¢ £ §¥): u(x 0) = f(x). ।¯®«®¦¨¬, ­ ¯à¨¬¥à, çâ® íâ® à á¯à¥¤¥«¥­¨¥ ¨¬¥¥â ¬ ªá¨¬ã¬ ¢ â®çª¥ x = x0 (à¨á. 22.3). ª®¥ à á¯à¥¤¥«¥­¨¥ ­ §ë¢ îâ ®¡ëç­® ¢®«­®¢ë¬ ¯ ª¥â®¬. ¬®¬¥­â t ¢®«­®¢®© ¯ ª¥â ­¥ ¨§¬¥­¨â ᢮î

ä®à¬ã, ­® ᤢ¨­¥âáï ¢¯à ¢® ­ à ááâ®ï­¨¥ vt, â ª çâ® ¬ ªá¨¬ã¬ ⥯¥àì

¯à¨¤¥âáï ­ â®çªã x = x0 + vt. ë ¢¨¤¨¬, çâ® ­ ç «ì­®¥ à á¯à¥¤¥«¥­¨¥ ¤¢¨¦¥âáï ¢¯à ¢® ᮠ᪮à®áâìî v. ­ «®£¨ç­®, ¢â®à®¥ á« £ ¥¬®¥ '(x+vt)

®¯¨áë¢ ¥â ¤¢¨¦¥­¨¥ ¢®«­®¢®£® ¯ ª¥â ­ «¥¢® á ⮩ ¦¥ ᪮à®áâìî. ¡é¥¥

à¥è¥­¨¥ (22.21) ï¥âáï á㯥௮§¨æ¨¥© ¤¢ãå ®¯¨á ­­ëå.

á¢®î ®ç¥à¥¤ì, «î¡®© ¢®«­®¢®© ¯ ª¥â ¬®¦¥â ¡ëâì ¯à¥¤áâ ¢«¥­ ª ª á㯥௮§¨æ¨ï £ ମ­¨ç¥áª¨å ä㭪権. âáî¤ | ®á®¡ ï ஫ì à¥è¥­¨© ¢®«­®¢®£® ãà ¢­¥­¨ï ¢¨¤ :

u(x t) = A cos(!t ; kx + '0):

(22.22)

â® à¥è¥­¨¥ ®¯¨áë¢ ¥â ¬®­®å஬ â¨ç¥áªãî ¢®«­ã, à á¯à®áâà ­ïîéã- îáï ­ ¯à ¢® ᮠ᪮à®áâìî

v = !k :

(22.23)

¥©á⢨⥫쭮, ¢ëà ¦¥­¨¥ (22.22) ¬®¦­® ¯à¥¤áâ ¢¨âì ¢ ¢¨¤¥

'0

 

u(x t) = A cos k x ; vt ; k

 

ç⮠ï¥âáï ®¤­®© ¨§ ¡¥áç¨á«¥­­ëå ¢®§¬®¦­®á⥩ ª®­ªà¥â­®£® ¢®¯«®é¥-

­¨ï ä㭪樨 f(x ;vt) ¢ (22.21). ¥«¨ç¨­ ! | í⮠横«¨ç¥áª ï ç áâ®â

ª®«¥¡ ­¨©, k ­ §ë¢ ¥âáï ¤«¨­®© ¢®«­®¢®£® ¢¥ªâ®à .

ãáâì ­ ¡«î¤ â¥«ì ­ 室¨âáï ¢ â®çª¥ x = x0

¨ á«¥¤¨â § ª®«¥¡ ­¨-

ﬨ áà¥¤ë ¢ í⮩ â®çª¥. ­ ®¡­ à㦨â, çâ® ª®«¥¡ ⥫쭮¥ ¤¢¨¦¥­¨¥ ¯à®¨á室¨â ¯® § ª®­ã

u(x0 t) = A cos(!t + ') ' = '0 ; kx:

(22.24)

¡«î¤ â¥«ì ¢ ¤à㣮© â®çª¥ â ª¦¥ ®¡­ à㦨⠣ ମ­¨ç¥áª¨¥ ª®«¥¡ ­¨ï á ⮩ ¦¥ ç áâ®â®©, ­® á ¤à㣮© ­ ç «ì­®© ä §®© '. ¥¬ ¯à ¢¥¥ â®çª

­ ¡«î¤¥­¨ï, ⥬ ¡®«ì襥 § ¯ §¤ë¢ ­¨¥ ¯® ä §¥ ¨¬¥îâ â ¬ ª®«¥¡ ­¨ï.®®â¢¥âá⢥­­®, ¢ëà ¦¥­¨¥

u(x t) = A cos(!t + kx + '0)

®¯¨áë¢ ¥â ¬®­®å஬ â¨ç¥áªãî ¢®«­ã, а б¯а®бва ­пойгобп ­ «¥¢®.

22.2. ¥è¥­¨¥ ¢®«­®¢®£® ãà ¢­¥­¨ï

489

஢¥¤¥¬ ⥯¥àì ¤à㣮© ¬ëá«¥­­ë© ®¯ëâ: \áä®â®£à ä¨à㥬" ­ èã ¢®«­ã ¢ ª ª®©-â® ¤ ­­ë© ¬®¬¥­â ¢à¥¬¥­¨ t = t0 (¢ á«ãç ¥ ª®«¥¡«î饩áï áâàã­ë ¤«ï í⮣® ¤ ¦¥ ­¥ ­ã¦­® ¨§®é७­ëå ¯à¨¡®à®¢). á­¨¬ª¥ ¬ë 㢨¤¨¬ ¯¥à¨®¤¨ç¥áªãî ¯à®áâà ­á⢥­­ãî áâàãªâãàã:

u(x t0) = A cos( 0 ; kx) 0 = '0 + !t0:

(22.25)

â áâàãªâãà ¨¬¥¥â ¬ ªá¨¬ã¬ë ᬥ饭¨© ¢ â®çª å á ª®®à¤¨­ â ¬¨ xn:

0; kxn = 2 n + =2 (à¨á. 22.4). ¥à¨®¤ ¯®¢â®à¥­¨ï â¥å ¦¥ ᬥ饭¨©

¢¯à®áâà ­á⢥ ¥áâì à ááâ®ï­¨¥ ¬¥¦¤ã ¡«¨¦ ©è¨¬¨ ¬ ªá¨¬ã¬ ¬¨: =

xn+1 ; xn. ®«ãç ¥¬ ¢ ¨â®£¥:

2

= k : (22.26)

¥«¨ç¨­ ­ §ë¢ ¥âáï ¤«¨­®© ¢®«­ë.

¨á. 22.4: ¬¥é¥­¨¥ â®ç¥ª áà¥¤ë ¢ ¬®¬¥­â ¢à¥¬¥­¨ t (ᯫ®è­ ï ªà¨¢ ï) ¨ t + t (¯ã­ª- â¨à­ ï ªà¨¢ ï).

᫨ \áä®â®£à ä¨à®¢ âì" ¢®«­ã ¢ ¡«¨§ª¨© ¬®¬¥­â ¢à¥¬¥­¨ t = t0+ t, â® ­ á­¨¬ª¥ ¢áï ¯à®áâà ­á⢥­­ ï áâàãªâãà ᤢ¨­¥âáï ª ª 楫®¥ ­ à ááâ®ï­¨¥ x = v t. ª®à®áâì v ­ §ë¢ ¥âáï ä §®¢®© ᪮à®áâìî ¢®«­ë, â ª ª ª á â ª®© ᪮à®áâìî ¤¢¨¦ãâáï ¬ ªá¨¬ã¬ë, ¬¨­¨¬ã¬ë ¨ ¢®®¡é¥ ¢á¥

â®çª¨ á ¤ ­­ë¬ §­ 祭¨¥¬ ä §ë.

ᯮ«ì§ãï (22.26) ¨ (22.23), ­ 室¨¬

á¢ï§ì ¬¥¦¤ã å à ªâ¥à¨á⨪ ¬¨ ¢®«­ë:

 

= v

2

= v

¨«¨ = v:

(22.27)

!

 

 

 

 

¤¥áì = !=2 | ç áâ®â

ª®«¥¡ ­¨© ¢ ¢®«­¥.

 

490 « ¢ 22. ®«­®¢ë¥ ¯à®æ¥ááë

ਢ¥¤¥¬ ç¨á«¥­­ë¥ ¯à¨¬¥àë. ®«­

 

á£ã饭¨© ¨ à §à¥¦¥­¨© ¢ £ §¥

¥áâì ­¥ çâ® ¨­®¥, ª ª §¢ãª®¢ ï ¢®«­ .

 

 

ᯮ«ì§ãï ãà ¢­¥­¨¥ £ §®¢®£®

á®áâ®ï­¨ï, ¬®¦­® § ¯¨á âì (22.8) ¢ ¢¨¤¥:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RT

 

 

kB T

 

 

 

 

v = r M = r

 

 

 

 

:

 

 

(22.28)

 

 

m

 

 

£¤¥ M | ¬®«ïà­ ï ¬ áá , m | ¬ áá

¬®«¥ªã«,

T | ¡á®«îâ­ ï ⥬-

¯¥à âãà £ § .

¤à㣮© áâ®à®­ë, á।­¥ª¢ ¤à â¨ç­ ï ᪮à®áâì ®¯à¥¤¥-

«ï¥âáï ¨§ § ª®­

à ¢­®à á¯à¥¤¥«¥­¨ï mv2

 

 

=2 = 3k

B

T=2, ®âªã¤

 

 

 

 

 

 

⥯«

 

 

 

 

 

 

 

v⥯« = r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3kBT

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

m

= r v:

 

 

(22.29)

­ë¬¨ á«®¢ ¬¨, ᪮à®áâì §¢ãª

 

¢ £ §¥ ¯® ¯®à浪㠢¥«¨ç¨­ë ᮢ¯ ¤ ¥â

ᮠ᪮à®áâìî ⥯«®¢®£® ¤¢¨¦¥­¨ï ¬®«¥ªã«, ¡ã¤ãç¨ ¬¥­ìè¥ ­¥£® ¯à¨-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¬¥à­® ¢ ¯®«â®à à §

 

(

 

 

 

3=

 

1:5).

®«ïà­ ï ¬ áá ¢®§¤ãå

M =

29

 

10;3 ª£=¬®«ì, ¯®ª § ⥫ì

 

¤¨ ¡ âë

 

= 1:4.

®¤áâ ¢«ïï í⨠§­ -

祭¨ï ¢ (22.28), ­ 室¨¬ ᪮à®áâì §¢ãª

 

¯à¨ ª®¬­ â­®© ⥬¯¥à âãà¥

(T = 20 C = 293 ):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v =

r

1:4 8:31

 

293

 

343 ¬=á:

 

 

 

(22.30)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29

 

10;3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¥«®¢¥ç¥áª®¥ ãå® ¢®á¯à¨­¨¬ ¥â ç áâ®âë ¢ ¤¨ ¯ §®­¥ = 20 æ

20 ª æ. ®®â¢¥âáâ¢ãî騥 ¤«¨­ë ¢®«­ à ¢­ë: = v= = 343=20

17 ¬

¤«ï ­¨§ª¨å ç áâ®â ¨ = 343=20000

17 ¬¬ | ¤«ï ¢ë᮪¨å.

 

 

«ï áâ «¨ ¬®¤ã«ì ­£ à ¢¥­ E = 20:6

 

1010 =¬2, ¬®¤ã«ì ᤢ¨£ G =

8 1010 =¬2,

 

 

¯«®â­®áâì = 7:8 103 ª£=¬3. ®®â¢¥âá⢥­­®, ¯®«ãç ¥¬

¨§

(22.13), (22.14) ᪮à®á⨠à á¯à®áâà ­¥­¨ï ¯à®¤®«ì­ëå ¨ ¯®¯¥à¥ç­ëå

ª®«¥¡ ­¨©:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

20:6

 

1010

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 ¬

á

 

 

ª¬ á

 

 

 

 

vk =

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 5:1

 

10

= 5:1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r 7:8 103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G

 

 

 

 

 

8 1010

 

 

 

 

 

 

 

 

3 ¬ á

 

 

ª¬ á

 

 

 

v? = s = r7:8 103 = 3:2 10

 

 

 

 

 

 

= = 3:2

 

=

(22.31)

 

ª®­¥æ, ¤«ï ¢®¤ë à®«ì ¬®¤ã«ï ­£

¨£à ¥â ¢¥«¨ç¨­ , ®¡à â­ ï ᦨ-

¬ ¥¬®á⨠= 0:47

10;9

;1. «®â­®áâì ¢®¤ë = 103 ª£=¬3: «ï ᪮-

à®á⨠§¢ãª ¢ ¢®¤¥ ¯®«ãç ¥¬ ⮣¤ :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

=

p

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

= 1:46

103 ¬=á

= 1:46 ª¬=á:

(22.32)

 

 

v =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0:47

 

10;9

 

103

Соседние файлы в предмете Математический анализ