
- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •ЧАСТЬ I. ПРОСТРАНСТВА И КООРДИНАТЫ
- •Аффинные пространства
- •Аффинные евклидовы пространства
- •Аффинные координаты и преобразования
- •Криволинейные координаты
- •Криволинейные системы координат
- •Локальные базисы
- •ЧАСТЬ II. КИНЕМАТИКА
- •Кинематика точки
- •Коэффициенты Ламе. Проекции скорости точки на оси криволинейной системы координат
- •Проекции ускорения точки на оси ортогональной криволинейной системы координат
- •Описание движения точки в естественных координатах
- •Определение кривизны траектории точки по движению
- •Два примера движения точки
- •Кинематика твердого тела
- •Движение механической системы. Твердое тело. Число степеней свободы положения. Аффинное пространство и координаты, связанные с твердым телом
- •Группа движений аффинного евклидова пространства
- •Поступательное движение твердого тела
- •Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси
- •Плоское движение твердого тела
- •Движение твердого тела вокруг неподвижной точки
- •Угловая скорость, формула Эйлера и движение твердого тела в общем случае
- •Сложное движение
- •Сложное движение точки. Основные понятия
- •Относительная производная
- •Теорема сложения скоростей в сложном движении точки
- •Теорема сложения ускорений в сложном движении точки
- •Теорема о сложении угловых скоростей в сложном движении твердого тела
- •ЧАСТЬ III. ДИНАМИКА
- •Уравнения движения и основные законы динамики механической системы
- •Принцип детерминированности и уравнение Ньютона
- •Инерциальные системы координат
- •Сила и масса. Второй и третий законы Ньютона
- •Законы сил
- •Две задачи динамики
- •Уравнения движения механической системы
- •Теорема об изменении главного вектора количества движения
- •Уравнение движения центра инерции
- •Кинетический момент относительно неподвижной точки и теорема о его изменении
- •Движение точки в центральном поле сил
- •Изменение кинетического момента, вычисляемого относительно подвижного полюса
- •Работа силы и изменение кинетической энергии материальной точки
- •Условия потенциальности силового поля
- •Кинетическая энергия системы и теорема Кенига
- •Теорема об изменении кинетической энергии системы
- •Движение точки в центральном поле сил (продолжение)
- •Динамика твердого тела
- •Масса и плотность. Геометрия масс
- •Основные законы динамики твердого тела
- •Вращение твердого тела вокруг неподвижной точки
- •Уравнения движения свободного твердого тела
- •Динамика точки с переменной массой
- •Уравнение Мещерского
- •Две задачи Циолковского
- •ЧАСТЬ IV. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ДИНАМИКА
- •Общее уравнение механики
- •Cвязи, реакции. Обобщенные кооpдинаты
- •Изохронные ваpиации
- •Идеальные связи. Общее уравнение механики и принцип возможных перемещений
- •Общее уравнение механики в лагранжевых координатах
- •Уравнения Лагранжа
- •Уpавнения Лагpанжа II pода, их инваpиантность
- •Разрешимость уравнений Лагранжа II рода относительно старших производных
- •Обобщенный потенциал и уравнения Лагранжа II рода
- •Уравнения Лагранжа I рода и реакции идеальных связей
- •Канонические уравнения механики
- •Вывод канонических уравнений
- •Первые интегралы канонических уравнений
- •Метод Якоби решения канонических уравнений
- •Решение задачи о движении точки в центральном поле методом Якоби
- •Вариационные принципы механики
- •Дифференциальный принцип Даламбера-Лагранжа в декартовых переменных
- •Дифференциальный принцип Даламбера-Лагранжа в канонических переменных
- •Функционал и функция действия
- •Интегральный принцип наименьшего действия при изохронном варьировании (Принцип Гамильтона)
- •ЧАСТЬ V. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ
- •Структуры и пространства
- •Группы, кольца, поля
- •Векторные пространства
- •Метрические пространства
- •Банаховы, гильбертовы и евклидовы пространства
- •Пространства Rn
- •Тензоры
- •Сопряженные пространства
- •Два определения тензора и их эквивалентность
- •Примеры тензоров
- •Алгебраические операции над тензорами
- •ЧАСТЬ VI. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЗАНЯТИЙ
- •Проверочные вопросы
- •Экзаменационные вопросы
- •Тесты
- •Упражнения
- •Литература
- •Предметный указатель
- •Оглавление
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет прикладной математики – процессов управления
Л.К. БАБАДЖАНЯНЦ
Ю.А. ПУПЫШЕВ
Ю.Ю. ПУПЫШЕВА
КЛАССИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
Учебное пособие
Издание второе, исправленное и дополненное
Санкт-Петербург 2011

Перейти к оглавлению на странице: 256
ПРЕДИСЛОВИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ (2008 ГОД)
Теоретическая часть настоящего курса содержит материал, соответствующий лекциям, которые Л.К. Бабаджанянц читает студентам факультета прикладной математики – процессов управления Санкт-Петербургского государственного университета. Курс генетически связан с лекциями по теоретической механике, которые В.С. Новоселов многие годы читал студентам университета, но, в отличие от его лекций, в которых большее внимание уделялось раскрытию механического содержания рассматриваемых положений, здесь упор делается на изучении основных моделей классической механики средствами классического анализа. Стоит также отметить небольшой объем предлагаемого курса при достаточно полном охвате основ классической механики. Курс В.С. Новоселова не опубликован, но заменой ему можно считать книги [5] – [9], в которых углубленно излагаются основные и дополнительные разделы теоретической механики. Кроме этих книг, для дополнительного чтения можно рекомендовать учебные пособия [1] – [4], [10], [11], [13].
Ю.А. Пупышев и Ю.Ю. Пупышева написали часть VI настоящего курса, которая содержит упражнения и тесты, опробованные на практических занятиях со студентами, а также экзаменационные вопросы. Кроме того, Ю.Ю. Пупышева выполнила все работы по подготовке пособия к публикации.
Пособие состоит из шести частей, причем первые четыре части составляют полное содержание курса лекций для студентов. В части I вводятся в рассмотрение и обсуждаются аффинные пространства и криволинейные координаты. В части II излагаются модели кинематики точки и твердого тела. Часть III посвящена моделям динамики здесь изучается движение материальных точек и твердых тел, а также движение точки переменной массы. Часть IV является введением в аналитическую динамику она содержит главы, посвященные основному уравнению механики, уравнениям Лагранжа и Гамильтона, а также вариационным принципам механики. Часть V является дополнительной к курсу лекций, в ней
2
Перейти к оглавлению на странице: 256
напоминаются стандартные сведения об алгебраических структурах, пространствах и тензорах (подробное изложение этого материала можно найти в книгах [14] – [17]). Упражнениям и тестам посвящена часть VI. Кроме того, в качестве основных задачников в СПбГУ традиционно используют книги [18], [19].
Пособие можно рекомендовать студентам университетов, обучающимся по специальностям математического и физикоматематического направления и, особенно, по специальностям, ориентированным на применение современных методов математического моделирования в естествознании.
ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ (2011 ГОД)
Во втором издании исправлены опечатки и оно дополнено главой 12 "Вариационные принципы механики".
3

Перейти к оглавлению на странице: 256
ЧАСТЬ I. ПРОСТРАНСТВА И КООРДИНАТЫ
Здесь вводятся в рассмотрение и обсуждаются аффинные пространства, аффинные и криволинейные координаты. Сведения, которые могут понадобится читателю для понимания этого материала, напоминаются в части V.
4